Detectar un circuito abierto al detectar el flujo de corriente usando una derivación y un comparador

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Necesito detectar si una resistencia de carga se saca del circuito. La resistencia de carga es un fotorresistor y puede variar desde 50 k \ $ \ Omega \ $ hasta 2M \ $ \ Omega \ $ y se acciona mediante + 5V a tierra.

El enfoque en el que pensé era colocar una pequeña resistencia de detección entre + 5V y la carga, y usar un comparador para detectar la caída de voltaje en la resistencia de detección. Cuando la corriente fluye, habrá una caída en la resistencia sensorial, una entrada del comparador será más alta que la otra y, por lo tanto, la salida del comparador irá a (por ejemplo) + 5V.

Cuando la carga se desconecta, no hay caída en la resistencia, por lo que las entradas del comparador son (muy cerca de) iguales. Sin embargo, no puedo estar seguro de si la salida cambiará a tierra, ya que el estado de salida del comparador no está definido cuando las entradas son iguales.

¿Existe una forma sencilla de agregar un pequeño desplazamiento para que el comparador cambie en (por ejemplo) \ $ V_ + > V_- + offset \ $? Eso me permitiría garantizar la salida del comparador cuando las entradas son iguales. No quiero histéresis aquí, solo un desplazamiento hacia el punto donde ocurre la transición.

Alternativamente, ¿hay alguna otra manera de resolver este problema? Básicamente, quiero detectar la diferencia entre incluso una pequeña corriente que fluye y ninguna corriente.

Edit: Especialmente para aquellos que sugirieron el puente de wheatstone, ¿qué sucede si el fotoresistor varía de 50k \ $ \ Omega \ $ a 50M \ $ \ Omega \ $? En el extremo superior de ese rango, las dos entradas del comparador se vuelven muy similares a las de nuevo ... Si utilizo una resistencia gigantesca (es decir, ~ 50M) (R3 en el diagrama de @markt) en el brazo estático del puente para compense el rango de carga más grande, entonces V- será muy, muy cerca del riel; cuando la carga se desconecta, las dos entradas del comparador están nuevamente muy cerca de ser iguales entre sí.

    
pregunta Westerley

4 respuestas

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Se puede encontrar un buen libro de recetas para diseños de amplificadores operacionales (Nota de aplicación 31 - Colección de circuitos de amplificadores operacionales) here de los antiguos Semiconductores Nacionales (ahora parte de Texas Instruments). En la parte inferior de la página 26, puede encontrar un circuito de monitoreo actual. Utiliza una resistencia de detección de pequeño valor en serie con la carga, como su idea, para medir la corriente que fluye a través de la tensión que cae a través de la resistencia de detección.

    
respondido por el shimofuri
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simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Prueba esto.

    
respondido por el markt
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Probablemente necesite usar lo que se llama un circuito puente. Esto utiliza dos extremidades de resistencias.

Aquí hay una imagen que acabo de encontrar que es similar a lo que probablemente necesitas: -

Lasentradasdelcomparadorseconectanalospuntosmediosdelas2extremidades.Sellamapuentedepiedradetrigosiquieresbuscarlo. Aquí es un enlace desde donde tomé la foto.

Esto no tiene por qué funcionar con suministros de +/- 15V, siempre que elija el comparador o el op-amp correcto, PERO tenga cuidado con las corrientes de fuga en las entradas del op-amp / comparator si está usando valores de resistencia grandes. >     

respondido por el Andy aka
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Con una resistencia oscura de 50 MΩ (probablemente) será muy difícil diferenciar entre el sensor presente y un circuito abierto.

Una opción que podría valer la pena considerar es montar un LED al lado del sensor y pulsar el LED periódicamente mientras se verifica simultáneamente una caída en la resistencia. Si ya hay luz en el sensor, la resistencia será baja, por lo que no será necesario parpadear el LED.

Esta solución requiere al menos un cable adicional para controlar el LED y, debido a la conmutación y verificación, probablemente se adapte a un proyecto basado en micro en lugar de a un circuito analógico continuo.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Probablemente también deberías buscar cortocircuitos mientras estás en ello.

    
respondido por el Transistor

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