Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Цифровая обработка сигналов
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
Рейтинг 4.70/23: Рейтинг темы: голосов - 23, средняя оценка - 4.70
Mor
1

Измерение "больших" напряжений с высокой точностью.

02.06.2016, 18:08. Показов 4829. Ответов 10
Метки нет (Все метки)

Всем добрый день) Хочу вот собрать как можно более универсальную зарядку для аккумуляторов. И тут встал вопрос: как точно измерить напряжение? Сейчас распишу подробнее.
Диапазон измеряемых напряжений: 0.5 - 5 В;
Максимальная погрешность: 1 мВ.
Сначала думал в сторону 16 битных АЦП у STM32, но там в однополярном режиме смещение после калибровки достигает 2 мВ. И я пока не нашел там информацию по шумам. Потом подумал, что можно было бы с помощью ОУ вычитать известное напряжение из измеряемого, затем это усиливать и оцифровывать, но не знаю, насколько это хорошая затея.
Поэтому прошу помощи в реализации затеи.

Отправлено с моего Nexus 5 через Tapatalk

Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.

Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
02.06.2016, 18:08
Ответы с готовыми решениями:

Измерение тока высокой частоты
Здравствуйте. Возникла проблема при запиливании ультразвукового генератора. На пьезик подается...

Измерение разницы напряжений. АЦП
Здравствуйте, Есть два аналоговых сенсора, необходимо как можно точнее измерять разницу напряжений...

Измерение напряжений с помощью АЦП
Всем привет. Необходимо измерять напряжение +-10В с помощью АЦП микроконтроллера ATmega16 от...

Измерение высокой температуры (до 500 градусов)
Добрый день. Планирую разработать устройство, которое при достижении заданной температуры выключит...

10
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 3,113
02.06.2016, 18:20 2
У STM32, в основном, 12-битный ADC. После делителя 1/2, чтобы он мог брать диапазон 0-5В и множественного чтения вполне возможно получить дискретность измерения лучше 1 мВ. Беда в том, что у него точность хромает.
Модели STM32F0, STM32F1 имеют в себе ADC, который страдает спонтанным смещением уровня на 2-3 единицы. Плюс шум оцифровки, из-за помех от вычислительной части.
Так что - дискретность 1 мВ получить не трудно, точность - никогда. Используйте внешние ADC. Например MCP3421.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 22.07.2015
Сообщений: 658
02.06.2016, 18:47 3
Цитата Сообщение от Mor
Всем добрый день) Хочу вот собрать как можно более универсальную зарядку для аккумуляторов. И тут встал вопрос: как точно измерить напряжение? Сейчас распишу подробнее.
Диапазон измеряемых напряжений: 0.5 - 5 В;
Максимальная погрешность: 1 мВ.
Интересно,для каких аккумуляторов и каких алгоритмов зарядки,необходини такая точность измерения напряжения.
0
Mor
02.06.2016, 22:51 4
Movysi, например зарядка NiMh с детектированием окончания зарядки через "detla piok", т.е. в конце напряжение на аккуме понижается примерно на 5 мВ и дальше не меняется, а вся подводиния энергия уходит в нагрев.

u37, я нарыл STM32F383, если не ошибаюсь. В нем три 16 битных АЦП, на которые заведено в сумме 8 каналов. Но я чет в них сомневаюсь.
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 1,183
02.06.2016, 23:08 5
Цитата Сообщение от Mor
u37, я нарыл STM32F383, если не ошибаюсь. В нем три 16 битных АЦП, на которые заведено в сумме 8 каналов. Но я чет в них сомневаюсь.
Еще есть в STM32F410Rx серии в LQFP64 корпусе. А в чем сомнения?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 3,113
03.06.2016, 00:16 6
Цитата Сообщение от Mor
зарядка NiMh с детектированием окончания зарядки через "detla piok", т.е. в конце напряжение на аккуме понижается примерно на 5 мВ и дальше не меняется, а вся подводиния энергия уходит в нагрев.
Для этих целей пойдет любой STM32F0/1.
Вам нужна дискретность, а не абсолютная точность. Используйте многократную оцифровку для повышения разрядности (и снижения шума).
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 06.04.2013
Сообщений: 172
04.06.2016, 12:48 7
А может сначала потыкать осциллографом и посмотреть на шум? Что-то сомневаюсь я про 1мв. Не, накопить конечно можно и усреднить. Но если надо найти только полочку и скачек на полочке, причем тут точность?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 2,309
05.06.2016, 00:39 8
А внешний АЦП не пойдет? Какой нибудь сигма-дельта? Мне приходится мерить напряжения из диапазона +/-10В с точностью 100мкВ. Использую ADS1250U и ADS1251U. Последний можно заказать сэмплами у TI. Да и вовсе есть куча разных АЦП с достаточной точностью доступных нахаляву (гуглить по сайтам Analog Devices, Cirrus Logic, Texas Instruments). Чтобы наверняка - надо брать АЦП с запасом по разрядности, тогда шумящие биты будут просто "отрезаны".

Потом второй вопрос: любой АЦП измеряет сигнал относительно опорного напряжения. А потому надо, чтобы Vref был не только стабильным, но "искаропки" поверенным. Их тоже тьма. Я использую MAX6325ESA+, но это уже не лучшее, и нахаляву сэмплами можно выциганить у буржуев опорники гораздо более точные.

Если нет необходимости измерять с высокой частотой, то лучше послушаться советов в даташите и "закрутить" АЦП на такой частоте, чтобы максимально ослаблялись помехи 50Гц. Но это касается только сигма-дельта АЦП с внешним тактованием.

Как-то так.
0
Mor
05.06.2016, 21:22 9
Цитата Сообщение от VyvotzorD
А внешний АЦП не пойдет? Какой нибудь сигма-дельта? Мне приходится мерить напряжения из диапазона +/-10В с точностью 100мкВ. Использую ADS1250U и ADS1251U. Последний можно заказать сэмплами у TI. Да и вовсе есть куча разных АЦП с достаточной точностью доступных нахаляву (гуглить по сайтам Analog Devices, Cirrus Logic, Texas Instruments). Чтобы наверняка - надо брать АЦП с запасом по разрядности, тогда шумящие биты будут просто "отрезаны".

Потом второй вопрос: любой АЦП измеряет сигнал относительно опорного напряжения. А потому надо, чтобы Vref был не только стабильным, но "искаропки" поверенным. Их тоже тьма. Я использую MAX6325ESA+, но это уже не лучшее, и нахаляву сэмплами можно выциганить у буржуев опорники гораздо более точные.

Если нет необходимости измерять с высокой частотой, то лучше послушаться советов в даташите и "закрутить" АЦП на такой частоте, чтобы максимально ослаблялись помехи 50Гц. Но это касается только сигма-дельта АЦП с внешним тактованием.

Как-то так.
Да ладно! И прям точно получается? Тогда вопрос: какие-нибудь способы снижения внешних помех используете? Просто у меня скорее всего получится так, что от аккумулятора до АЦП будет провод сантиметров 10, думаю. На него много всяких нечистот налипнет по дороге...

Отправлено с моего Nexus 5 через Tapatalk
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 2,309
07.06.2016, 00:25 10
2 Mor
Про шумы и помехи - очень сложный вопрос. Конечно в большинстве моих случаев АЦП и аналоговая часть соединены коротенькими МГТФ проводами с грамотным экраном. Так же есть RC цепочки для срезания ненужных шумов.

Но если сунуться чуток в физику шумов, то видно, что эффективная амплитуда шумов зависит от корня частоты. То есть на малых частотах и шумов меньше. В одном из моих проектов нужно было измерять с выхода усилителя в диапазоне +/- 10В с точностью 10мкВ. Но постоянная времени - минуты. То есть почти постоянка. По этому на входе АЦП - RC цепочка с частотой среза 0.1Гц. АЦП работает с частотой дискретизации 10Гц. МК набирает кучу сэмплов и тупо все усредняет. При таком подходе "шумел" только один младший бит из 24-х разрядов.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 23.10.2014
Сообщений: 243
07.06.2016, 01:10 11
Случайный шум вещь полезная, позволяет сделать оверсемплинг
0
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
07.06.2016, 01:10

Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.

Измерение тока на высокой стороне нагрузки
Помогите найти/выбрать компонент/компоненты. Задача: Необходимо измерять ток (для дальнейшего...

Измерение напряжений аккумуляторов батареи с помощью МК.
И снова от меня дурацкий вопрос к мастерам своего дела) Точнее два. 1. Требуется измерять...

Измерение маленьких (до 1мВ) напряжений ATMega-й.
Здравствуйте! Судя по документации вроде как всё равно, чему равно опорное напряжение AREF. Но...

Вычисление дробей с высокой точностью
не могу понять что не так...показывает синт. ошибку pascal строка 42!!! посмотри пожалуйста может...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
11
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2021, vBulletin Solutions, Inc.