¿Cómo medir la caída de voltaje a lo largo de la lámina de plata con nanovoltios de precisión, utilizando el ADC de Arduino?

El Arduino tiene un ADC de 10 bits con 1024 niveles, por lo que el cambio mínimo que puede detectar con su método es de 1 parte en 1024, es decir. ~ 0.1%. En la práctica, debe mantenerse dentro del rango de voltaje de entrada del ADC y por encima de su nivel de ruido, por lo que la sensibilidad práctica será más baja (quizás 0.2 ~ 0.5%).

Sin embargo, ese no es tu mayor problema. Para confiablemente detectar pequeños cambios, se necesitan circuitos analógicos muy estables que no se vean afectados por factores de confusión como la resistencia del cableado, los efectos de los termopares y la deriva del amplificador.

Estás utilizando un 4 & ohm; resistencia para establecer la corriente en un valor fijo, presumiblemente conectándolo a + 5V. Esto atraerá un poco más de 1A, por lo que la resistencia tendrá que disipar más de 5W y se pondrá caliente . Como resultado, su resistencia cambiará, y también lo hará la corriente. Las variaciones en la tensión de alimentación y los cambios en la resistencia del circuito también afectarán la corriente.

Se puede crear una corriente más constante usando un regulador de voltaje de 3 terminales (p. ej., LM317) en regulador actual modo. El regulador debe estar conectado a un disipador de calor grande para mantenerlo fresco.

Cuando metales diferentes se unen y se exponen a una diferencia de temperatura, se puede producir un pequeño voltaje ( Efecto de comprobación de aspecto / a >). Para minimizar esto, debe tratar de mantener el cableado y las conexiones a una temperatura constante (¡mantenga esa resistencia caliente lejos del resto del circuito!).

Las juntas pueden tener una resistencia variable al azar que podría introducir ruido en su medición de voltaje. Cuando sea posible, debe soldar todas las uniones y usar conexiones atornilladas o atornilladas para el resto (¡no hay tablas de pruebas!). Debe hacer una conexión de Kelvin (4 cables) a su lámina de plata, de modo que haya pequeñas variaciones de resistencia en las conexiones finales No afecte sus lecturas.

Los amplificadores de CC se desvían y producen ruido, los cuales se amplifican junto con la señal. Debe usar un amplificador operacional de 'deriva cero' o 'estabilizador de helicóptero', y tomar el promedio de muchas lecturas para reducir el ruido.

Si necesita una mayor sensibilidad, puede realizar una medición diferencial entre la lámina y una referencia que se ajusta a la misma tensión inicial. Esto se conoce comúnmente como Puente de Wheatstone . Luego puede aumentar la ganancia del amplificador sin que la señal sea demasiado grande para el ADC de Arduino.