Измерение гигаом

@soumt_imobti · Регистрация: 21.08.2011

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Надо измерять сопротивление от мегома до гигома, точность до 5% может быть. Условие: напряжение не выше 5 в. Обычно мегомметры дают несколько сот вольт и меряют падение напряжения. Существующая схема меряет ток в цепи (наноамперы). Измерительная часть на трёх ОУ: инвертирующий усилитель-повторитель-неинвертирующий усилитель. Можно переключать диапазоны усиления входного ОУ переключением между несколькими резисторами, задающими коэффициент. Прокомментируйте пожалуйста схему - как лучше и точнее померить такое сопротивление? А то боюсь схема переусложнена и входной ОУ дорогой стоит. Завтра постараюсь выложить схему.

@IT_Exp · 04.05.2012, 10:24

можно, наоборот, задаться стабильным источником микротока и мерять напряжение на резисторе

04.05.2012, 10:36

Сообщение от soumt_imobti

Надо измерять сопротивление от мегома до гигома, точность до 5% может быть. Условие: напряжение не выше 5 в.
как лучше и точнее померить такое сопротивление? А то боюсь схема переусложнена и входной ОУ дорогой стоит. Завтра постараюсь выложить схему.

Тут главные проблемы - не столько схема, а входное сопротивление измерительного усилителя, которое у дешевых микросхем может оказаться меньше измеряемого, да еще и нестабильное. А также - защита входной цепи от наводок, статики и пробоя. Причем сопротивление этих защитных цепей тоже обычно намного меньше измеряемого. А также утечки монтажа и платы (придется все делать на фторопласте), влияние влажности, дефицитность и дороговизна точных высокоомных резисторов...

@hordikor · 04.05.2012, 13:10

при таких требованиях стоит подумать о применении измерительного моста.

@riptyti · 04.05.2012, 13:22

>>инвертирующий усилитель-повторитель-неинвертирующий усилитель

вот тут вы явно промахнулись. На входе должен быть неинвертирующий усилитель с как можно большим входным сопротивлением (есть фемтоамперные, напр.INA116,LMC662,LMP7721,OPA129). Точный генератор тока вряд ли получится с таким питанием и диапазоном, лучше просто делитель с высокоомным резистором в одном плече.

еще полезные статейки по теме:
http://www.edn.som/article/472506-Achie ... ayouts.php
http://www.analog.som/library/analogDia ... ayout.html
http://itistronicdesykn.som/article/ana ... anyhow-151

@soumt_imobti · 04.05.2012, 16:56

Спасибо за статьи. Как входной стоит как раз OPA129, а инвертирующий потому что на измерение идет -5 В. Можете на пальцах объяснить преимущества и недостатки схемы с делителем и непосредственного измерения?

@soumt_imobti · 05.05.2012, 03:24

Вот сама схема:
Извините, копировал из оркада и склеивал в пейнте.

http://www.freeimagehosting.net/t/17t8n.jpg
Входной опамп ОРА129, остальные пока не выбраны. Измеряется сопротивление на контактах B2S (крайние слева). Аналоговый переключатель - смена диапазонов. Цифровой потенциометр- калибровка. Немного не уверен насчет тепловой стабильности резисторов Р6 и Р7. В схеме есть еще датчик температуры и будет программная компенсация, но все же.

@Dirspywok · 05.05.2012, 04:18

А почему все-таки нельзя инвертировать сигнал вторым каскадом? Тогда у первого можно было бы ослабить влияние температуры на коэффициент обратной связи, возможно и программная компенсация не понадобилась бы.

@drvtos · 05.05.2012, 11:38

Сообщение от soumt_imobti

боюсь схема переусложнена и входной ОУ дорогой стоит

Для такой задачи схема не слишком сложна. Во всяком случае, если вести речь о входном каскаде (остальное - дело вкуса, там есть у меня сомнения в выборе параметров фильтра, но это ЧИСТА ощущения).

Самое главное в таких девайсах - культура исполнения. Ибо утечки в жизни есть - а здесь они играют большущую роль. Сам ОРА129 втянет мало току - тут ты справочник посмотрел и все правильно. А сколько утечет у него "между ног"? Даже сравнительно небольшой резистор 10М - это источник погрешности, если между его выводами пыль или конденсат ляжет.

Пробуй. Не так много людей работали с токами в 5 нА, чтобы дать готовые ответы.

@soumt_imobti · 05.05.2012, 12:25

Сообщение от drvtos

Пробуй. Не так много людей работали с токами в 5 нА, чтобы дать готовые ответы.

Спасибо. Если сама идея правильна, буду пилить.

Сообщение от Dirspywok

Тогда у первого можно было бы ослабить влияние температуры на коэффициент обратной связи, возможно и программная компенсация не понадобилась бы.

А вот здесь попрошу поподробней.

@Dirspywok · 05.05.2012, 20:21

Если для делителя в обратной связи использовать резисторы одной модели, с одинаковым ткс, их можно расположить на печатной плате рядом друг с другом, тогда при изменении температуры номиналы уплывут, но в одну сторону, и отношение останется неизменным. Как то так.

@drvtos · 05.05.2012, 21:01

Сообщение от Dirspywok

Если для делителя в обратной связи использовать резисторы одной модели, с одинаковым ткс, их можно расположить на печатной плате рядом друг с другом, тогда при изменении температуры номиналы уплывут, но в одну сторону, и отношение останется неизменным. Как то так.

Это слишком упрощенно. Есть выигрыш при расположении резисторов в одном корпусе (делают такие делители), но при произвольных дискретных двух резисторах эффект очень незначителен. Правильнее использовать просто прецизионные резисторы с малым ТКС.

Но главное не в том. Динная схема будет иметь погрешность из-за различных токов утечки и их нестабильности. А по сравнению с этими эффектами ВСЕ делители из 0,1%-х резисторов будут выглядеть всемирным эталоном :) Автор не зря пишет о требуемой предельной погрешности 5% - дай Бог ему еще это достичь.

@soumt_imobti · 06.05.2012, 09:13

То есть если поставить делитель с точным верхним плечом, скажем 1 мегом и мерять напряжение на неизвестном нижнем тем же опампом ОРА129, схема будет точнее? Напоминаю, что есть только 5 Вольт. По-хорошему я бы дал там 500, но техзадание...

@drvtos · 06.05.2012, 09:50

Сообщение от soumt_imobti

То есть

По какому утверждению это "то есть"?

@soumt_imobti · 06.05.2012, 14:55

Сообщение от drvtos

Динная схема будет иметь погрешность из-за различных токов утечки и их нестабильности. А по сравнению с этими эффектами ВСЕ делители из 0,1%-х резисторов будут выглядеть всемирным эталоном :)

Я эту фразу воспринял как утверждение преимущества социалистического строяделителя над прямым измерением тока.

@drvtos · 06.05.2012, 15:15

А, ясно. Извини, если запутал. Я не вижу разницы между высокоомным измерителем напряжения на Rx и предложеной схемой измерения тока через Rx. Есть разница, думаю. Но это тонкие эффекты.

@soumt_imobti 0 / 0 / 0 Регистрация: 21.08.2011 Сообщений: 1,057
		1
	Измерение гигаом 04.05.2012, 03:20. Показов 10449. Ответов 15 Метки нет (Все метки) Надо измерять сопротивление от мегома до гигома, точность до 5% может быть. Условие: напряжение не выше 5 в. Обычно мегомметры дают несколько сот вольт и меряют падение напряжения. Существующая схема меряет ток в цепи (наноамперы). Измерительная часть на трёх ОУ: инвертирующий усилитель-повторитель-неинвертирующий усилитель. Можно переключать диапазоны усиления входного ОУ переключением между несколькими резисторами, задающими коэффициент. Прокомментируйте пожалуйста схему - как лучше и точнее померить такое сопротивление? А то боюсь схема переусложнена и входной ОУ дорогой стоит. Завтра постараюсь выложить схему. 0

@IT_Exp MCSD: APP BUILDER 8794 / 1073 / 104 Регистрация: 17.06.2006 Сообщений: 12,602
	04.05.2012, 10:24	2
	можно, наоборот, задаться стабильным источником микротока и мерять напряжение на резисторе 0

SWK
	04.05.2012, 10:36	3
	Сообщение от soumt_imobti Надо измерять сопротивление от мегома до гигома, точность до 5% может быть. Условие: напряжение не выше 5 в. как лучше и точнее померить такое сопротивление? А то боюсь схема переусложнена и входной ОУ дорогой стоит. Завтра постараюсь выложить схему. Тут главные проблемы - не столько схема, а входное сопротивление измерительного усилителя, которое у дешевых микросхем может оказаться меньше измеряемого, да еще и нестабильное. А также - защита входной цепи от наводок, статики и пробоя. Причем сопротивление этих защитных цепей тоже обычно намного меньше измеряемого. А также утечки монтажа и платы (придется все делать на фторопласте), влияние влажности, дефицитность и дороговизна точных высокоомных резисторов...

@hordikor 0 / 0 / 0 Регистрация: 21.04.2010 Сообщений: 1,890
	04.05.2012, 13:10	4
	при таких требованиях стоит подумать о применении измерительного моста. 0

@riptyti 0 / 0 / 0 Регистрация: 06.08.2011 Сообщений: 532
	04.05.2012, 13:22	5
	>>инвертирующий усилитель-повторитель-неинвертирующий усилитель вот тут вы явно промахнулись. На входе должен быть неинвертирующий усилитель с как можно большим входным сопротивлением (есть фемтоамперные, напр.INA116,LMC662,LMP7721,OPA129). Точный генератор тока вряд ли получится с таким питанием и диапазоном, лучше просто делитель с высокоомным резистором в одном плече. еще полезные статейки по теме: http://www.edn.som/article/472506-Achie ... ayouts.php http://www.analog.som/library/analogDia ... ayout.html http://itistronicdesykn.som/article/ana ... anyhow-151 0

@soumt_imobti 0 / 0 / 0 Регистрация: 21.08.2011 Сообщений: 1,057
	04.05.2012, 16:56	6
	Спасибо за статьи. Как входной стоит как раз OPA129, а инвертирующий потому что на измерение идет -5 В. Можете на пальцах объяснить преимущества и недостатки схемы с делителем и непосредственного измерения? 0

@soumt_imobti 0 / 0 / 0 Регистрация: 21.08.2011 Сообщений: 1,057
	05.05.2012, 03:24	7
	Вот сама схема: Извините, копировал из оркада и склеивал в пейнте. http://www.freeimagehosting.net/t/17t8n.jpg Входной опамп ОРА129, остальные пока не выбраны. Измеряется сопротивление на контактах B2S (крайние слева). Аналоговый переключатель - смена диапазонов. Цифровой потенциометр- калибровка. Немного не уверен насчет тепловой стабильности резисторов Р6 и Р7. В схеме есть еще датчик температуры и будет программная компенсация, но все же. 0

@Dirspywok 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.05.2010 Сообщений: 833
	05.05.2012, 04:18	8
	А почему все-таки нельзя инвертировать сигнал вторым каскадом? Тогда у первого можно было бы ослабить влияние температуры на коэффициент обратной связи, возможно и программная компенсация не понадобилась бы. 0

@drvtos 2 / 2 / 0 Регистрация: 25.05.2010 Сообщений: 3,609
	05.05.2012, 11:38	9
	Сообщение от soumt_imobti боюсь схема переусложнена и входной ОУ дорогой стоит Для такой задачи схема не слишком сложна. Во всяком случае, если вести речь о входном каскаде (остальное - дело вкуса, там есть у меня сомнения в выборе параметров фильтра, но это ЧИСТА ощущения). Самое главное в таких девайсах - культура исполнения. Ибо утечки в жизни есть - а здесь они играют большущую роль. Сам ОРА129 втянет мало току - тут ты справочник посмотрел и все правильно. А сколько утечет у него "между ног"? Даже сравнительно небольшой резистор 10М - это источник погрешности, если между его выводами пыль или конденсат ляжет. Пробуй. Не так много людей работали с токами в 5 нА, чтобы дать готовые ответы. 0

@soumt_imobti 0 / 0 / 0 Регистрация: 21.08.2011 Сообщений: 1,057
	05.05.2012, 12:25	10
	Сообщение от drvtos Пробуй. Не так много людей работали с токами в 5 нА, чтобы дать готовые ответы. Спасибо. Если сама идея правильна, буду пилить. Сообщение от Dirspywok Тогда у первого можно было бы ослабить влияние температуры на коэффициент обратной связи, возможно и программная компенсация не понадобилась бы. А вот здесь попрошу поподробней. 0

	06.05.2012, 15:15

@Dirspywok 0 / 0 / 0 Регистрация: 01.05.2010 Сообщений: 833
	05.05.2012, 20:21	11
	Если для делителя в обратной связи использовать резисторы одной модели, с одинаковым ткс, их можно расположить на печатной плате рядом друг с другом, тогда при изменении температуры номиналы уплывут, но в одну сторону, и отношение останется неизменным. Как то так. 0

@drvtos 2 / 2 / 0 Регистрация: 25.05.2010 Сообщений: 3,609
	05.05.2012, 21:01	12
	Сообщение от Dirspywok Если для делителя в обратной связи использовать резисторы одной модели, с одинаковым ткс, их можно расположить на печатной плате рядом друг с другом, тогда при изменении температуры номиналы уплывут, но в одну сторону, и отношение останется неизменным. Как то так. Это слишком упрощенно. Есть выигрыш при расположении резисторов в одном корпусе (делают такие делители), но при произвольных дискретных двух резисторах эффект очень незначителен. Правильнее использовать просто прецизионные резисторы с малым ТКС. Но главное не в том. Динная схема будет иметь погрешность из-за различных токов утечки и их нестабильности. А по сравнению с этими эффектами ВСЕ делители из 0,1%-х резисторов будут выглядеть всемирным эталоном :) Автор не зря пишет о требуемой предельной погрешности 5% - дай Бог ему еще это достичь. 0

@soumt_imobti 0 / 0 / 0 Регистрация: 21.08.2011 Сообщений: 1,057
	06.05.2012, 09:13	13
	То есть если поставить делитель с точным верхним плечом, скажем 1 мегом и мерять напряжение на неизвестном нижнем тем же опампом ОРА129, схема будет точнее? Напоминаю, что есть только 5 Вольт. По-хорошему я бы дал там 500, но техзадание... 0

@drvtos 2 / 2 / 0 Регистрация: 25.05.2010 Сообщений: 3,609
	06.05.2012, 09:50	14
	Сообщение от soumt_imobti То есть По какому утверждению это "то есть"? 0

@soumt_imobti 0 / 0 / 0 Регистрация: 21.08.2011 Сообщений: 1,057
	06.05.2012, 14:55	15
	Сообщение от drvtos Динная схема будет иметь погрешность из-за различных токов утечки и их нестабильности. А по сравнению с этими эффектами ВСЕ делители из 0,1%-х резисторов будут выглядеть всемирным эталоном :) Я эту фразу воспринял как утверждение преимущества социалистического строяделителя над прямым измерением тока. 0