Resistencia equivalente de la matriz de medición de resistencia

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Para medir muchas resistencias (de alta resistencia) en un entorno hostil, quiero configurar una matriz de estas resistencias bajo prueba (\ $ R_ {00} \ dots R_ {nm} \ $).

Los resistores \ $ R_ {x0} \ dots R_ {xn} \ $ y \ $ R_ {y0} \ dots R_ {ym} \ $ son interruptores para seleccionar la resistencia a prueba. Estos interruptores no tienen resistencia de aislamiento infinita cuando están abiertos, así que los dibujé como resistencias. Un amperímetro combinado con una fuente de voltaje está conectado entre + y GND.

Quiero calcular el error, el resto de la matriz de resistencia está causando, al activar una resistencia.

Por ejemplo, si los conmutadores \ $ R_ {y0} \ $ y \ $ R_ {x0} \ $ están cerrados (establecido en \ $ 0 \ \ Omega \ $) y los otros conmutadores están abiertos (establecido en \ $ 10 \ G \ Omega \ $) para medir la corriente a través de \ $ R_ {00} \ $, tengo que considerar las otras resistencias como una resistencia paralela, causando un error en la medición. ¿Cómo calculo esta resistencia?

Cuando todas las resistencias bajo prueba se consideran iguales, y todos los interruptores abiertos se consideran iguales, siento que debe haber alguna simplificación, como considerar que todas las filas estén conectadas entre sí y las columnas que se conectarán ¿El uno al otro? Pero de alguna manera estoy atascado en probar esto y no tengo un enfoque real.

Actualizar:

Aligualque Neil_UK sugirió , lo siguiente sería una mejor configuración para permitir proteger la corriente que pasaría Las filas que no tienen la resistencia actualmente medida. Suponiendo que la protección funciona a la perfección, el error podría calcularse como una resistencia paralela de todas las resistencias de aislamiento \ $ R_ {xn} \ $ más todas las resistencias en la fila medida \ $ R_ {xn} \ $.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta Pascal Rosin

1 respuesta

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Puede hacerlo mejor que tolerar que el resto de la matriz de resistencia cause un error al que ha seleccionado. Puedes medir cada uno individualmente, con el mínimo error de los demás. La técnica se llama 'guardia'.

Supongamos que desea medir la resistencia Rnm, en la fila n, columna m. Forzar fila n a (decir) 1v. Mida la corriente que sale de la columna m con un amplificador de transimpedancia de tierra virtual (TIA). La medición de la corriente en una entrada de tierra virtual garantiza que la columna m esté en 0v, y que exista exactamente 1v en la resistencia. Calcule la resistencia según la tensión / corriente aplicada.

Si esto es todo lo que hizo, las otras resistencias en la matriz también contribuirían a un flujo de corriente en la columna m.

Pero podemos proteger esa corriente. Forzar todas las demás filas a 0v. Los resistores Rxm ahora tienen cero voltios a través de ellos. Como la columna m también está en 0v, no fluye corriente a través de ellos. Por lo tanto, no hay ningún error en la corriente medida por el TIA de la columna m.

Los resistores Rnx conducirán la corriente desde la fila n. Sin embargo, estamos forzando ese voltaje a 1v, no midiendo la corriente que fluye a través de él, por lo que esta corriente adicional no causa ningún error en la medición.

He dicho que hay un error mínimo causado por la conducción de las otras resistencias. Si el amplificador de tierra virtual no mantiene la columna m exactamente a 0v, o los interruptores de protección no impulsan las otras filas a exactamente 0v, habrá un voltaje en las resistencias Rxm. Cuanto menor sea el desplazamiento de entrada en el TIA, más bajas sean las resistencias del interruptor, menos errores causarán las otras resistencias.

Esto puede parecer que usa más hardware que simplemente multiplexando las resistencias como se muestra, pero no mucho. Cada fila requiere un interruptor 2: 1, para conectarlo a 1v o 0v. Todas las columnas pueden ser multiplexadas por un solo mux: 1 en un solo TIA. De todos modos, se necesita el TIA para medir la resistencia, sin embargo, se multiplexan las resistencias.

    
respondido por el Neil_UK

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