Circuito de medición de resistencia de CA

1

Estoy tratando de crear un proyecto para medir una resistencia usando la electrónica y un ADC de MCU, y tengo serias dudas al respecto y podría usar algunos consejos. Mis dos primeras reglas son que la medida de la resistencia se realiza con una fuente de CA y mi circuito se alimenta con una fuente de voltaje unipolar. (3.3V)

Para crear una fuente de voltaje de CA, utilizaré el PWM de la MCU (a 100 kHz o podría ser menor) y un circuito de diferenciador RC. Esta señal de CA alimenta el puente de WheatStone y la resistencia variable, Rprobe, varía entre 1 y 100 ohmios. Para medir el diferencial de voltaje, estoy conectando un amplificador de instrumentación (AD623). Mi primera pregunta es aquí, ya que es una señal de CA, tendré que alimentar el amplificador con un voltaje bipolar, escuché que podría hacerlo con una bomba de carga, ¿es esta la mejor solución?

Y sobre la salida del amplificador, ya que quiero medir este voltaje con un MCU ADC, ¿debo rectificar su salida con un rectificador de onda completa o debo agregar una polarización de CC a través del pin Vref en el AD623?

Aquí es un bosquejo de mi circuito.

Estoy buscando todo tipo de consejos y correcciones. Cualquier pregunta por favor pregunte. Muchas gracias.

    
pregunta Impe_dancer

2 respuestas

2
  

Sí, porque estoy midiendo la conductividad eléctrica de un líquido, que si se hace con un voltaje de CC causará la polarización de los iones y hará que la medición sea inútil.

OK, esto es interesante saberlo. Hay varias razones para usar CA para medir una resistencia: por ejemplo, para compensar nulo / desviación, o para ignorar varios tipos de ruido.

En su caso, el propósito es diferente, es prevenir la corrosión. Aquí hay algunos trucos que puedes usar:

  • Solo active la corriente de medición cuando esté midiendo realmente. Como la conductividad no cambia muy rápido, si quiere, por ejemplo, 100 muestras por segundo, solo necesita activar la corriente, medir y luego apagar.

  • Puede encender la corriente, hacer una medición (no usar CA en este caso) y luego invertir la corriente durante el mismo tiempo para evitar la corrosión en los electrodos, pero sin medir. O puede medir en ambas direcciones actuales.

La forma de onda más fácil de generar con un micro es un cuadrado / rectángulo. Esto también se puede sincronizar con el ADC del micro. Entonces, puedes hacer esto:

  • Encienda la corriente, polaridad positiva
  • Espere a que opamp se asiente
  • Muestra ADC
  • Cambiar la polaridad actual
  • Espere a que opamp se asiente
  • Muestra ADC
  • Desactiva la corriente

Su medida es la diferencia entre ambas lecturas de ADC. Esto también elimina cualquier desviación / deriva en el acondicionamiento de la señal, lo cual es bueno.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Aquí hay un ejemplo. No estoy usando un puente aquí. Tenemos una fuente de corriente constante de valor conocido (debe ser la corriente mínima para proporcionar una medición lo suficientemente buena), y algunos interruptores analógicos (por ejemplo, interruptores CMOS) que convierten esta corriente en CA y la inyectan en la resistencia que se debe medir. Estos interruptores son controlados por el micro.

Luego, un amplificador de instrumentación (no un amplificador) mide la tensión en la resistencia mientras la corriente conocida fluye a través de ella. Esto ignora la resistencia del interruptor. Además, la medición de kelvin de 4 cables se puede usar para ignorar la resistencia del cable, lo que sería bueno si desea medir resistencias bajas como 1 ohm.

El INA debe ser un modelo cuyo valor de salida cero se pueda ajustar, por ejemplo, la mitad de la referencia del ADC cuando su voltaje de entrada es cero. Dado que estamos interesados en la diferencia entre dos mediciones consecutivas, el valor cero del INA no importa, se eliminará siempre que sea estable entre las mediciones.

El uso de un INA con ganancia permite utilizar una corriente baja. El voltaje de CA y la resta de muestras consecutivas también reducirán el ruido de 1 / f.

    
respondido por el peufeu
0

Acerca de su pregunta "¿Cuál es la mejor manera de hacer una señal de CA" ... La "señal de CA" más simple es una onda sinusoidal, que ya existe en la toma de corriente de la pared, algo peligrosa si se usa directamente ... Use un transformador de potencia con 120 VCA primario y 24 VCA con un toque central, que le dará 12 y 24 VCA, si no le importa usar 60 Hz. Conéctelo a un Variac (transformador variable) y obtenga cualquier valor entre 0 y 24 VCA, o puede usar cualquier transformador de potencia con un voltaje secundario adecuado. Razonablemente preciso y muy repetible en cualquier lugar de los Estados Unidos. El transformador proporcionará el aislamiento requerido para que nadie se electrocute (NO USE EL VARIAC solo .. no proporciona aislamiento y puede electrocutarlo).

    
respondido por el RDELAPLAZA

Lea otras preguntas en las etiquetas