Усилитель шунта на LM358

[antonsibirsky]

             Здравствуйте!         

       Была задача сделать амперметр 0-50А  с шунтом 50А 75мВ,  из китайского цифрового вольтметра 0-100В.

     Собрал вот такую схемку из книги Хоровиц П, Хилл У.  Искусство схемотехники. Изменил входной делитель вольтметра

  Появилось два вопроса.

             1.                  R8 как понял устанавливает ноль на выходе, когда ноль на входе.  У меня получилось, что при регулировке,  U на выходе падает до 2,8мВ             ( минимум),  затем опять растет,нуля нет.     Почему так? 

             2.    При минимальном токе 1А и ниже, начинается небольшая погрешность, чем меньше ток , тем сильнее погрешность.   Дело в ОУ LM358?      

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Dr. West]

Дело в ОУ и в однополярном питании. Чистого нуля там не будет никогда.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[hasl]

у вход ОУ есть мин напряжение по входу относительно питания. Как + так и -

Оно указано в документации

Ниже которого входной сигнал не желателен

Если простым языком

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[IRFP460]

тут лучше использовать инструментальный ОУ у них очень ровная  хар-ка усиления.    а еще лучше использовать микру с датчиком холла.

[hasl]

real-to-real

MCP6001

и не надо танцов с бубнамм

[avv_rem]

1. Правильный ответ у @Dr. West . Остальные не в теме.

2. ОУ для таких целей подойдет почти любой с биполярными транзисторами на входе.

Вместо стабилитрона есть смысл поставить TL431. У нее мало шумов и низкий температурный дрейф.

[Shahabbas]

1 час назад, antonsibirsky сказал:

При минимальном токе 1А и ниже, начинается небольшая погрешность, чем меньше ток , тем сильнее погрешность.   Дело в ОУ LM358?      

Так и может быть пока не подашь на "-" питания операционника небольшое отрицательное напряжение, хотя-бы -5 Вольт. С такой проблемой (большая нелинейность при малых токах/напряжениях) приходилось встречаться. Подал на отрицательное питание операционника -5Вольт - всё нормально заработало и стала отличная линейность измерения во всём диапазоне измерений.

[Dr. West]

Тут еще надо смотреть, какова "цена деления" и точность китайского вольтметра. Может выйти так, что и никакой специальный ОУ не спасёт.

[Михайлик]

Посмотрите регулировку тока в
http://cxem.net/avto/electronics/4-96.php

Я использовал в подобной конструкции MC34072, заметно лучше 358.

[bam-buk]

1 час назад, antonsibirsky сказал:

при регулировке,  U на выходе падает до 2,8мВ             ( минимум)

Если использовать то, что есть, то так:

Точность будет достаточная, а вот "ноль" на месте плохо стоять будет.

С уважением В.

ПС. Ошибся с "28", но это сути не меняет.

П2С. С шунтом 75мВ вольтметр не на 100В нужен. Или если вольтметр на 100В, то необходимо менять номиналы R3,11 или R2,R4.

П3С. В качестве "красного +V" лучше использовать "+6,2" со стабилитрона.

1 час назад, Dr. West сказал:

Дело в ОУ и в однополярном питании. Чистого нуля там не будет никогда.

Это оно?

С уважением В.

Изменено 1 июня, 2018 пользователем bam-buk

[IRFP460]

29 минут назад, avv_rem сказал:

1. Правильный ответ у @Dr. West . Остальные не в теме.

ну ну   https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Измерительный_усилитель

[IRFP460]

я бы все-же использовал спец микру на базе холла,  при 50А на шунте будет 3,75Вт тепла , его сопротивление при таком нагреве будет плавать. если автору  топика точность не нужна,  можно и lm358 юзать. 

[antonsibirsky]

1 час назад, Dr. West сказал:

Тут еще надо смотреть, какова "цена деления" и точность китайского вольтметра

Вольтметр вот такой

           1 Ампер с шунта= 1,5мв.    С выхода ОУ  (должен быть, Ку=100  )  =150мВ.  Вольтметр показывает их как 1вольт=1а.  (делитель изменен) 

           Делитель вольтметра.    Было

Стало

            Вольты меряет сносно,  проверял.   Милливольты не уверен.

   Погрешность на 1 А  процентов 20.            В принципе точность  больших токов 2-50а меня устраивает, миллиамперы там совсем не нужны.     Интересно разобраться в том, что я не понимаю.

    Надо будет проверить с двухполярным питанием.

  Смотрел в сторону ОУ AD8551,   но подумал , что пропадает смысл скрещивать непонятный  вольтметр с этим ОУ.

          Всем спасибо за ответы!

 

Изменено 1 июня, 2018 пользователем antonsibirsky

[antonsibirsky]

1 час назад, IRFP460 сказал:

спец микру на базе холла

  А что это за звери, можно пример?

    

    Еще не могу понять как напряжение смещения связано с точностью ОУ.

[Serrad]

Например, этот:

ACS770-Datasheet.pdf

[colorad]

Такой вариант в симуляторе на малых токах ведет себя прилично

А проблема освещалась тут . http://www.e-core.ru/shemyi-izmereniya-toka/

[Dr. West]

8 часов назад, antonsibirsky сказал:

Погрешность на 1 А  процентов 20.            В принципе точность  больших токов 2-50а меня устраивает, миллиамперы там совсем не нужны. 

Я бы так и оставил, для прибора с таким пределом измерения результат уже хороший. Разве только из перфекционизма стоит возиться дальше. Можно, например, попробовать снизить коэфф. усиления до примерно 40-50 и совсем убрать делитель с вольметра (больше 3,3 Вольта на вход МК подавать нельзя!)

зы. Если в Splan`е, при экспорте схемы в картинку, включить чекбокс "все элементы", то картинка автоматически обрежется по размерам схемы.

Изменено 2 июня, 2018 пользователем Dr. West

[antonsibirsky]

6 часов назад, colorad сказал:

вариант в симуляторе

Как симулятор называется подскажите?

 

[colorad]

Proteus

П.С. Не все симуляторы видят тонкости  работы радиодеталей . Proteus проблему со смещением при малых входных-выходных напряжениях у  LM358 видит . Насколько точно  я не знаю . Надо проверять .

Изменено 2 июня, 2018 пользователем colorad

[Гость Гость]

Только что, colorad сказал:

Такой вариант в симуляторе на малых токах ведет себя прилично

Тогда уж лучше так, без лишних усложнений:

[antonsibirsky]

6 часов назад, colorad сказал:

Такой вариант

   Интересная схема.    Надо попробовать,  жаль платку клеить начал.

  Если я правильно понял, второй ОУ включён как повторитель Ку=1 ?

   R12,  D1  из цепи смещения?

 

 

          Столько советов, огромное поле для творчества!

[colorad]

 Почти так .  Второй ОУ выполняет роль вычитателя напряжения смещения .

Про R12,  D1 верно .  R11 стоит такого номинала,  что Q1 может греться ,   можно его увеличить несколько, если не повлияет на точность .

47 минут назад, Гость Гость сказал:

Тогда уж лучше так, без лишних усложнений:

Похожий вариант проверял в реалии ,  но только с одним диодом . С одним не заработал , почему то . С двумя собирали ? .  

Изменено 2 июня, 2018 пользователем colorad

[Гость Гость]

@colorad Собирал. Но это очевидные вещи: сдвиг нуля называется. Вместо диодов можно поставить стабилитрон (но он, в отличие от диодов, требует значительный ток) так, чтобы ВК ОУ находился в линейном режиме. При некоторых условиях (значительное некомпенсируемое смещение входов и/или чрезмерно низкоомная ООС) такая схема тоже не позволит получить ноль на выходе. Поэтому для изолированной нагрузки и создают искусственное смещение, не затрагивая сам усилитель (в этом случае усилитель нужно "перекосить" на величину искусственного смещения).

[antonsibirsky]

2 часа назад, Гость Гость сказал:

лучше так, без лишних усложнений:

 Попробую и так, будет время.    Сколько выбрать значение R?

 

[antonsibirsky]

8 часов назад, Dr. West сказал:

Можно, например, попробовать снизить коэфф. усиления до примерно 40-50 и совсем убрать делитель с вольметра (больше 3,3 Вольта на вход МК подавать нельзя!)

    Где то у меня ошибка, не сростается. 

     При родном делителе вольтметра , и входном напряжении 100В  на выходе делителя (входе МК ) уже 6,15в..

Противоречие какое то, может вольтметр не на 100в?   Жаль нет под рукой, на смене сегодня. 

     

       Коэффициент усиления быстро сменить не получается,   стараюсь точно подобрать резисторы 

 R1=R3,    R2=R4,   из имеющихся,  как понял от этого много зависит .