Ограничение, масштабирование и смещение аналогового входа (АЦП) микроконтроллера

У меня есть катушки трансформатора тока для контроля выхода газового генератора переменного тока (A и B) и 4 цепей нагрузки.

Выход катушки T1 при нагрузке 1500 Вт составляет около 30Vpp.

Будет ли эта схема правильно масштабировать вход в АЦП?
Это хорошие значения для резисторов? (пересмотрено 24.12.12 для использования 1k+100) Как я могу защитить вход AD от превышения 5В?

AD-GND      A         1k
-----,--@--------\/\/\/---------------------Ax-+
     |  T1                            100      |
     +------------------------------\/\/\/--Ay-+------- AD-input1
     |
     |       B        1k
     +--@---------\/\/\/--------------------Bx-+
     |  T2                            100      |
     +------------------------------\/\/\/--By-+------- AD-input2
     |
     ...
     | 
     +--@-----  as above
        T4
Похоже, вы пытаетесь построить делитель напряжения 10: 1. Я хотел бы задаться вопросом: может ли АЦП делить землю с этими большими силовыми катушками? Использование дифференциального входа АЦП через токочувствительный резистор последовательно с цепью катушки изолирует землю микроконтроллера.
Планируете ли вы вычислять среднеквадратичное значение тока, пиковый ток или просто общий показатель тока через вашу нагрузку? В дополнение к вашей схеме масштабирования (делитель напряжения) и схеме защиты (попробуйте стабилитрон), вам, вероятно, понадобится полный мостовой выпрямитель перед каждой катушкой, чтобы обеспечить совместимость с вашим униполярным входом АЦП.
@HikeOnPast - Выпрямление переменного тока для измерения намного сложнее, чем это. Диоды будут вызывать нелинейность и неправильные показания при низком напряжении. Изучите преобразователи истинного среднеквадратичного значения, чтобы правильно получить среднеквадратичное значение переменного тока.
@FakeName, отличная мысль. Я пропустил это.

Ответы (1)

При правильном использовании трансформатор тока производит выходной ток, который пропорционален его входному току с некоторым фиксированным коэффициентом. Вы преобразуете этот ток в напряжение для измерения, пропуская его через нагрузочный резистор, а масштабный коэффициент напряжения/тока напрямую контролируется значением нагрузочного резистора, который вы используете.

Например, некоторые из подключенных вами трансформаторов имеют коэффициенты 1000:1 или 2000:1. Возьмем трансформатор 1000:1: если подать на его вход среднеквадратичное значение 10 А, на его выходе будет генерироваться среднеквадратический ток 10 мА. Если вы хотите, чтобы это масштабировалось, чтобы соответствовать диапазону АЦП, скажем, 0–5 В, вы должны использовать нагрузочный резистор 100 Ом, чтобы преобразовать его в форму волны напряжения 1,00 В ( среднеквадратичное значение ) (2,828 В от пика до пика ).

Вам нужно будет сместить один конец комбинации катушки/нагрузочного резистора до +2,5 В, чтобы удержать другой конец, который будет колебаться от 1,086 В до 3,914 В, в пределах диапазона АЦП. См. пример на Circuitlab :

схематическая диаграмма

Предлагаемая вами схема нагружает трансформатор тока общей суммой 11 кОм, что слишком много. В этом режиме работы мощность трансформатора больше не прямо пропорциональна току нагрузки.

Дэйв, еще раз спасибо за информацию. Можете ли вы дать какой-либо совет относительно обеспечения предельной защиты для порта ADC.
Что ж, теперь, когда у вас есть «нормальный» сигнал далеко от шин питания, наиболее прямым подходом будет использование пары диодов Шоттки от входа к каждой шине питания. Импеданс источника смещения 2,5 В может служить для ограничения тока короткого замыкания через эти диоды.
Не могли бы вы предоставить некоторые подробности относительно местонахождения и ориентации семьи Шоттки?
Я добавил диаграмму к ответу.
Ограничение, масштабирование и смещение аналогового входа (АЦП) микроконтроллера
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v