Мне нужно спроектировать печатную плату для измерения сопротивления около 5 кОм и сопротивления 0,2 Ом. Я не знаю, какое лучшее решение для измерения этих сопротивлений; может быть, комбинация обоих методов?
Для фактического измерения тока и напряжения вы можете использовать шунтирующий резистор с операционным усилителем, а только для измерения тока вы можете использовать датчик Холла.
Это сводится к семантике.
Для точного измерения низкого сопротивления необходимо выполнить 4-проводное измерение. Для этого вы должны знать как падение напряжения на вашем резисторе, так и ток, протекающий через него. Вы должны сделать эти два измерения в любом случае.
Импеданс вашего источника питания не имеет значения (он же «источник тока» или «источник напряжения») для достоверности/точности вашего измерения.
Однако по практическим причинам проще найти источник напряжения. Добавьте к нему последовательный резистор около 100 Ом для ограничения и измерения тока.
Вы также можете рассмотреть вопрос о том, будет ли источник тока/напряжения более безопасным, чем другой, в крайних случаях: например, «источник тока» будет плавно работать в условиях короткого замыкания, но насыщаться в условиях разомкнутой цепи и создавать большие переходные процессы, когда контакт восстанавливается. «Источник напряжения» также будет эффективен в условиях короткого замыкания из-за вышеупомянутого последовательного резистора, но он также будет эффективен в условиях разомкнутой цепи.
Если вам нужно измерить 0,2 Ом, то единственным практичным решением будет 4-проводная схема. Это означает, что источник тока пропускает ток через тестируемое устройство, а вольтметр измеряет напряжение на нем.
Когда у вас есть эти два элемента, вам нужно только изменить диапазоны для измерения любого сопротивления.
Если вы используете источник постоянного напряжения, то ваши измерения будут иметь самую высокую относительную точность в нижней части диапазона сопротивлений.
Если вы используете источник постоянного тока, то ваши измерения будут иметь самую высокую относительную точность в верхней части диапазона сопротивления.
Вы всегда должны измерять как напряжение, так и ток, так как почти всегда можно измерить точнее, чем вы можете получить. Учитывая очень малое сопротивление, я бы также сказал, что 4-проводное соединение с тестируемым сопротивлением в порядке.
Чтобы максимизировать полезный диапазон одной конфигурации, вы хотите использовать источник с импедансом около среднего геометрического верхней и нижней части вашего диапазона измерений.
Если бы я хотел измерить сопротивление в указанном вами диапазоне без перенастройки, я бы посмотрел на источник напряжения с последовательным резистором 30 Ом, этот резистор может удвоиться как ваш шунт для измерения тока.
Назовем тестируемый резистор и истоковый резистор .
В нижней части диапазона 5-процентное изменение R_t соответствует примерно 5-процентному изменению напряжения на и незначительное изменение напряжения на . Напряжение на составляет около 0,6% от полной шкалы. Таким образом, нам нужна точность измерения около 0,03% от полной шкалы напряжения.
Точно так же в верхней части диапазона изменение R_t на 5% приводит к изменению напряжения примерно на 5% на и незначительное изменение напряжения на .Напряжение на составляет около 0,6% от полной шкалы. Таким образом, нам нужна точность измерения около 0,03% от полной шкалы напряжения.
Я бы сказал, что с 14-битными АЦП должно быть более чем практично для удовлетворения ваших требований без сложностей перенастройки системы для разных диапазонов сопротивления.
Возможно, это удастся сделать с помощью АЦП и усреднения с более низкой точностью, но если вы это сделаете, вам нужно убедиться, что ваша система достаточно шумная.
тобальт
Луук Беннингсхоф
Дж...
pjc50