Medición de voltaje diferencial a altos voltajes

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Estoy tratando de medir un voltaje diferencial. Hay dos rangos de medición, uno de 0-5V y el otro de 0-50V (la razón para diferentes rangos es obtener una resolución ADC más alta en el rango más bajo). La salida debe estar alrededor de 0-2.5V en ambos gamas La tensión diferencial siempre será positiva y la negativa solo será de unas pocas decenas o cientos de milivoltios sobre el suelo. (Estoy midiendo un voltaje en los terminales de la fuente de alimentación, que no es necesario con el mismo potencial que el amplificador diferencial, pero las conexiones a tierra son comunes).

Pensé en usar un amplificador operacional como amplificador diferencial, pero necesitaría un amplificador operacional con suministros de al menos 25 V, para la entrada no inversora, a menos que tuviera una ganancia < 1, pero muchas opciones. Los amplificadores son inestables con ganancias < 1.

La precisión es razonablemente importante, aunque existe la disposición de realizar una calibración interna, por lo que solo es necesaria una precisión inicial de ± 2%.

Tengo algunos relés de repuesto; Las otras partes de la placa usan relés (también selección de rango), por lo que tendría sentido usar aquellos para la selección de rango del difusor también.

¿Qué otras soluciones hay?

    
pregunta Thomas O

2 respuestas

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El uso de un divisor diferencial resistivo como entrada a un amplificador diferencial con un riel de voltaje más bajo que el Vin que se está midiendo es válido PERO tenga en cuenta (y algunos cálculos simples le mostrarán) que el modo común el voltaje no coopera adecuadamente con la división y usted obtiene un mayor error.

Los efectos de error de AFAIR debidos a errores en las resistencias divisoras actúan sobre la tensión en modo común completo, mientras que los divisores solo dividen la señal diferencial. Por lo tanto, cualquier error en las resistencias de división aumenta efectivamente por el% de error de las resistencias. Si su voltaje de modo común es alto en comparación con la señal de aviso, "habrá problemas".

Muy aproximadamente, si tiene 20: 1 de división y 1% de resistencias, puede obtener ~ = 20% de errores. El uso de resistencias de 0.1% como sugiere el Fotón puede parecer un lujo, pero no lo es, y probablemente solo proporcionará una precisión tan buena como la que ha dicho, está bien si no se ajusta. Tenga en cuenta que este error puede eliminarse ya sea mediante la calibración física o el ajuste del software y, a continuación, queda con los efectos de la variante de tiempo. por ejemplo, una resistencia de 25 ppm / K puede terminar pareciendo a 500 ppm / ko tal vez un error del 1% a una variación de 20 K.

Todo el ab0ve es aproximado, ya que tiene que ver cómo funciona la combinación de pars en el peor de los casos en el circuito que utiliza, y, por ejemplo, los efectos de la temperatura generalmente se rastrean y, por lo tanto, se cancelan parcialmente en gran medida.

Si puede proporcionar un suministro lateral flotante, puede comprar amplificadores de aislamiento que tienen especificaciones mejores de las que necesita.

Aquí están Digikeys una amplia gama de ofertas

Puede utilizar estos optoacopladores lineales dobles
 para formar una interfaz lineal aislada.
 Este es Vishay IL300 pero hay otros.
 El circuito se basa en el equilibrio en los dos diodos de recepción que se utilizan en el lado de envío para la linealización de realimentación y su (con suerte) un gemelo bueno en el lado de recepción para la salida.

En la forma más simple

Generalmentesehacemáscomoesto,peroeslosuficientementesimple

    
respondido por el Russell McMahon
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A menos que tenga algunos requisitos no declarados, debería poder usar un divisor de resistencia para dividir 2 a 1 o 20 a 1 para obtener el rango que desea.

Digi-Key tiene 0,1% de tolerancia, 25 ppm por grado C, 1 resistencias Megohm por menos de $ 1.00 cada una en pequeñas cantidades. Los valores más bajos al 0.1% deberían ser incluso más económicos. Por lo tanto, si la corriente de fuga de 50 uA en su circuito de medición es aceptable, debería estar listo.

    
respondido por el The Photon

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