Измерение среднего значения

[hbot]

Вот иногда думаешь, что ты весь такой из себя крутой и т.п. А порой встаёт простая задача, которую когда-то ещё в школе решали, и не знаешь, как к ней подступиться. Вот так и со мной случилось опять.

Есть источник постоянного напряжения. От него потребляется почти постоянный ток (ключевое слово "почти"). Помимо постоянной составляющей в токе есть немного периодической переменки, примерно как на рисунке:


Внимание вопрос номер раз!
Как рассчитать точную мощность, которая потребляется от источника?

Внимание вопрос номер два!
Как реализовать измерение этой мощности?

У меня есть неполный вариант решения задачи. Его я и выношу на рассмотрение в первую очередь.

Активная мощность определяется как:


Поскольку напряжение у нас постоянно, то:


Т.е. задача сводиться к интегрированию тока. Как практически это сделать, я точно не знаю. Есть идея с интегратором на ОУ. А также может быть простой RC-цепочкой?

Что подскажете, уважаемые друзья кота?

[blackx]

Ответ номер раз!

Как рассчитать точную мощность, которая потребляется от источника?

Рассчитать точную мощность - по формулам, их я смотрю вы и так знаете. Только источник, нагрузка, провода в вашей расчетной модели будут идеальными. А реальную мощность можно лишь узнать с какой-нибудь точностью.

Ответ номер два!

Как реализовать измерение этой мощности?

Берете простой советский стрелочный амперметр, простой советский стрелочный вольтметр (или даже такой же ваттметр, если найдете), и измеряете, забив на переменную составляющую и помехи.

Да, хотите нормальных и полезных ответов - описывайте задачу подробнее. Что за нагрузка, какая точность нужна, какой должен быть результат измерений и т. п. В общем случае вам скорее всего нужно сделать вольтметр и амперметр из АЦП и фильтра и просто программно по ним вычислять мощность. Про определение мощности нагрузки были уже темы, поищите на форуме.

[hbot]

Ответ номер раз!
Да, хотите нормальных и полезных ответов - описывайте задачу подробнее. Что за нагрузка, какая точность нужна, какой должен быть результат измерений и т. п. В общем случае вам скорее всего нужно сделать вольтметр и амперметр из АЦП и фильтра и просто программно по ним вычислять мощность. Про определение мощности нагрузки были уже темы, поищите на форуме.

Нагрузка роли в данном случае не играет. Ток и напряжение известны, поэтому для расчёта забираемой от источника мощности этого достаточно. Параметры примерно следующие:

• - напряжение источника: 60 В
  - диапазон постоянной составляющей тока источника: от 1 до 4 А
  - максимальный размах переменной составляющая тока источника: 500 мА
  - частота переменной составляющая тока источника: 100 кГц

Результат измерений должен представлять собой текущую активную мощность, которая потребляется от источника. Поскольку напряжение постоянно, то проблема заключается в правильном измерении тока с учётом переменной компоненты. Так как во второй формуле из моего первого поста интеграл и множитель 1/T - это среднее значение тока за период, то задача сводится к точному измерению этого среднего. Результатом должен быть аналоговый сигнал постоянного напряжения, который подаётся на АЦП. Точность измерений пусть будет 1%.

[hbot]

Нашёл одну статью. Похоже на то, что надо.

[Gudd-Head]

Измерять ток до конденсатора. Кондёр замкнёт переменку через себя на землю.