Еще раз про инструментальные усилители.

[Vadim25]

Привет всем.
Тема вроде как давно избитая (впрочем, как и любая другая )))) но однако же поиск ответов меня не удовлетворил..

Суть вот в чем: есть необходимость мониторить ток и напряжение. для переменки 220В выбраны обычные трансформаторы тока 1:2000 (кольцами) со сдвигом синуса на + 1/2 питания, а для постоянного 20-30В датчики с холлом ACS712 и ACS758. Все вроде бы ничего, все работает, но следующим этапом занялся уменьшением помех, коих на таких малых токах и напряжениях там вагон и тележка...
попытка борьбы малой кровью, типа конденсаторов и программных фильтров в целом - "ничья". но по большому счету все это классические "костыли".

В ходе копания понял, что надо применять инструментальные усилители. Вот тут я сильно просел.
Те схемы, которые применены в китайских модулях ACS758 и ZMPT103B на базе ОУ MAX4213 по факту не работают. натурные испытания с осциллографом показали практическое отсутствие фильтрации. Пара-тройка просмотренных даташитов именно на инструментальные ОУ ясности не внесла.

Прошу помощи в том, чтобы показать на примере как подключить ИУ (и какой) по однополярной схеме, чтобы был хоть какой-то эффект в подавлении синфазных помех. именно практически опробованную и реализованную схему. теоретических из даташитов итак валом.

[АлександрЛ]

В ходе копания понял, что надо применять инструментальные усилители. Вот тут я сильно просел.
Те схемы, которые применены в китайских модулях ACS758 и ZMPT103B на базе ОУ MAX4213 по факту не работают. натурные испытания с осциллографом показали практическое отсутствие фильтрации.

А MAX4213 и не является "инструментальным усилителем"..
ИУ гасит синфазную помеху за счёт того, что использует "дифференциальный вход".
А у вас сама помеха откуда берётся? От провода, соединяющего усилитель с датчиком, или от самого датчика?
В первом случае ИУ вам, скорее всего, поможет, а во втором- НЕТ.

[electroget]

Vadim25,
Если задача мониторить переменку 220, то ничего лучше ТТ для этого не существует. Если не устраивает измерительная схема на базе ОУ MAX4213, то разработайте свою собственную схему. С нужной вам фильтрацией.

[Муркиз]

Если "шумит" сама проводка, то для измерительного прибора это уже не помехи, а "полезный" сигнал.

Он есть ! а поэтому обрабатывать его придется другим путем.

[electroget]

[uquote="Муркиз",url="/forum/viewtopic.php?p=4433045#p4433045"]Он есть ! а поэтому обрабатывать его придется другим путем.[/uquote]
Спектроанализатором.

[КРАМ]

[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4433070#p4433070"]Спектроанализатором[/uquote]
Причем тут спектроанализатор?

[Vadim25]

[uquote="АлександрЛ",url="/forum/viewtopic.php?p=4432999#p4432999"]А у вас сама помеха откуда берётся? От провода, соединяющего усилитель с датчиком, или от самого датчика?
В первом случае ИУ вам, скорее всего, поможет, а во втором- НЕТ.[/uquote]

думаю, что основной шум от импульсного источника питания всей схемы.. он пока на LM2596.
кроме того, преобразователь запитан от UPS, так вот когда UPS на байпассе уровень помех ниже, чем когда включается УПС..
у него кстати честный чистый синус. но вот шумит - это да, есть.

Добавлено after 2 minutes 17 seconds:
[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4433010#p4433010"]Vadim25,
Если задача мониторить переменку 220, то ничего лучше ТТ для этого не существует. Если не устраивает измерительная схема на базе ОУ MAX4213, то разработайте свою собственную схему. С нужной вам фильтрацией.[/uquote]

я же вроде именно это и написал, не?..
и прошу как раз помочь тех, кто уже это у себя делал.. вы применяли ИУ для этого? поделитесь..

[electroget]

Vadim25,
Напишите, какую именно измерительную задачу вы собираетесь решить.

[АлександрЛ]

думаю, что основной шум от импульсного источника питания всей схемы.. он пока на LM2596.

Это не особо влияет, у меня всё питается от импульсных источников, и шум в пределах разумного..
Да, конечно, однополярное питание это "лишний шум", а вот двухполярное питание позволяет избавиться от шума.. У меня ИУ, которые ловят милливольты с тензодатчиков, и потом усиливают их до вольт- двухполярка с помощью DC-DC конверторов-

народ особо не жалуется..

[Vadim25]

[uquote="АлександрЛ",url="/forum/viewtopic.php?p=4433152#p4433152"]Да, конечно, однополярное питание это "лишний шум", а вот двухполярное питание позволяет избавиться от шума..[/uquote]

да тут если уж принципиально встанет вопрос переделать на двухполярное - это возможно, хоть и не хочется.. но вопрос-то пока в том, чтобы понять что именно И ЧЕМ делать...
давайте зайдем с другой стороны..
вот из даташита INA826, вот прямо мой случай




вопрос простой, этот пример будет работать на практике? или что-то где-то подпилить надо до ума?
подкупает простота применения, но будет ли эффект хотябы минимальный?

[АлександрЛ]

(имхо) будет.. Наверное..
В зависимости от того, что вы ей на вход подадите. Как я понимаю, вам на выходн нужно напряжение, которое зависит от (переменного) тока через проводник. Вам сначала это переменное напряжение с трансформатора тока (датчика тока) сначала нужно выпрямить

Если я правильно понимаю, то этот датчик:
https://roboshop.spb.ru/sensors/datchik ... adjustable

выдаёт ток или напряжение в зависимости от протекающего через трансформатор тока?

[electroget]

[uquote="АлександрЛ",url="/forum/viewtopic.php?p=4433180#p4433180"]Если я правильно понимаю, то этот датчик:
...
выдаёт ток или напряжение в зависимости от протекающего через трансформатор тока?[/uquote]
Напряжение. Переменное.

[Vadim25]

[uquote="Vadim25",url="/forum/viewtopic.php?p=4432956#p4432956"]для переменки 220В выбраны обычные трансформаторы тока 1:2000 (кольцами)[/uquote]

АлександрЛ,
ну собственно именно это я изначально и написал. вот только выпрямлять мне его не надо. но это уже частности.
буду пробовать тогда эту INA.

[АлександрЛ]

вот только выпрямлять мне его не надо. но это уже частности.

А вы представляете, что у вас будет на выходе?
У вас будет синусоида частотой 50 Гц, амплитуда которой будет зависеть от тока через провод, который просунут через датчик тока (трансформатор тока)

[Vadim25]

[uquote="АлександрЛ",url="/forum/viewtopic.php?p=4433301#p4433301"]

вот только выпрямлять мне его не надо. но это уже частности.

А вы представляете, что у вас будет на выходе?
У вас будет синусоида частотой 50 Гц, амплитуда которой будет зависеть от тока через провод, который просунут через датчик тока (трансформатор тока)[/uquote]

именно это и надо для того, чтобы мерять параметры переменного тока.
а какой смысл мерять выровненный? получаете только лишь силу тока.
а все остальное?

[КРАМ]

[uquote="Vadim25",url="/forum/viewtopic.php?p=4433195#p4433195"]ну собственно именно это я изначально и написал.[/uquote]
Если честно, то изначально вы вообще ничего не написали. Обсуждается неизвестно что.
1. Какое максимальное значение тока измеряется по 50 Гц и какие требуются точность и разрешение?
2. Какое значение помех (р2р) получается на входе АЦП?
3. Какой "костыль" цифровой фильтр вы использовали с целью подавления помех?
4. Какое значение тока вам нужно получить на выходе поставленной задачи - комплексное или модуль?
Отдельно аналогичные вопросы по каналам с аллегровскими датчиками тока, ибо там изначально невысокая точность (2%) и собственные помехи.

Добавлено after 8 minutes 39 seconds:
[uquote="АлександрЛ",url="/forum/viewtopic.php?p=4433152#p4433152"]двухполярное питание позволяет избавиться от шума[/uquote]
В общем случае не позволяет. Нет никакой разницы между однополярным питанием с виртуальной средней точкой в половину опоры АЦП и чистым двухполярным питанием.
В любом случае сигнал приходит на вход униполярного АЦП и это требует как раз виртуальный ноль... Аллегровские датчики (биполярные) так вообще имеют полпитания на выходе при нулевом токе.

[AlexS4]

для переменки 220В выбраны обычные трансформаторы тока 1:2000 (кольцами) со сдвигом синуса на + 1/2 питания, а для постоянного 20-30В датчики с холлом ACS712 и ACS758.

по вашему посту неясно какие диапазоны токов и с какой разрешающей способностью необходимо мониторить, это ключевой вопрос в решении нужны ли инструментальные ОУ или ОУ общего применения.

например:

если мерим ~ токи до 10A c разрешением 0.1A то ваш ТТ 1:2000 нагружаем токоизмерительным резистором 100
и получаем на нем напряжения до 0.5V, необходимое разрешение 50mV непосредственно на резисторе и эквивалетное сопротивление датчика 0.05ohm
если допустимо увеличить эквивалентное сопротивление - просто увеличьте токоизмерительный резистор скажем до 510ohm
и получаем 2.55V max / 255mV res /0.26ohm ВООБЩЕ БЕЗ УСИЛИТЕЛЕЙ!
если не можем - ставим усилитель с минимальным достаточным коэффициентом
например 4. для конкретно этого примера нужен самый обычный копеечный lm321 c однополярным питанием и входами прижатыми к Vss, и вообще без подстройки компенсации смещения если вам достаточно 1полуволну наблюдать. или с вывешиванием на опорное напряжение если интересны обе полуволны. и можно добавить фильтр прямо в цепь оос ОУ (напр интегрирующий конденсатор для нч фильтрации и/или наоборот вывесить плече на конденсатор для автокомпенсации постояного смещения)
инструментальный для измерений переменного тока нужен крайне редко .

[КРАМ]

[uquote="AlexS4",url="/forum/viewtopic.php?p=4433330#p4433330"]боюсь не понял про сдвиг синуса[/uquote]
Если требуется не модуль, а комплексное значение, то измерять нужно не "полуволны-волны", а полноценный сигнал. То есть сдвинуть его в раскрыв АЦП на половину его опоры. Тогда легко получается знаковый массив сигнала в буфере.

[AlexS4]

да, смещение оу конечно можно и удобно отделять dsp методами, я тормознул

[АлександрЛ]

именно это и надо для того, чтобы мерять параметры переменного тока.
а какой смысл мерять выровненный? получаете только лишь силу тока.

Не знаю, кто и какую именно задачу вам поставил, года 4 назад я, нечто похожее решал- на шину вешался датчик (переменного) тока- взял от токовых клещей, а сигнал шёл на ZETlab овский измерительный комплекс, который как-то раскладывал сигнал на "составляющие"- типа гармоник, шумы, искажения, итдитп.. Моя задача была именно запихнуть сигнал в удобоваримый вид, чтобы потом его подать на измерительный комплекс.