Разветвитель тока

[ARV]

Есть специалисты по аналоговой схемотехнике?
Надо решить такую проблему: имеем калибратор тока 4-20 мА, поверенный. Надо как-то размножить его ток на 4 независимых "зеркальных" тока, в точности повторяющих ток калибратора.
Т.е. меняем уставку калибратора - одновременно меняются все 4 тока. У всех входов и выходов единый общий провод, но токовые линии раздельные.
Желательно, чтобы схема имела минимальное количество подстраиваемых компонентов и обеспечивала идентичность токов во всех 4-х каналах не хуже плюс-минус 0,1%.
Можете что-нибудь посоветовать?

Это для упрощения процесса наладки некоего изделия. Сейчас приходится 4 раза повторять одну и ту же операцию для каждого канала, хотя само изделие моглобы в автоматическом режиме самокалиброваться сразу по всем 4 каналам... Но покупать 4 калибратора не хочется, да и управлять ими тоже. Хочется "нажал кнопку - получил результат"

Так же принимаются альтернативные идеи, подходящие под главное требование "нажал - получил"

[u37]

1. выход базового ИТ нагрузить на резистор, на нём получится "напряжение".
2. это напряжение подать на 4 модуля ИТУН.
https://studfile.net/preview/8907681/page:4/ рис 9

Сопротивление R2 является "шунтирующим" к нагрузке, поэтому его лучше взять побольше, а сам ОУ с JFET входом.

[vlasovzloy]

Недавно на rlocman.ru в новостях встречал в новостях преобразователи и 0-20 в 4-20 и обратно и просто повторители

Добавлено after 11 minutes 19 seconds:
https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=686465

[Динозавр]

У всех входов и выходов единый общий провод, но токовые линии раздельные.

На общем проводе (или питании) 5 резисторов по 100 Ом
(если калибратор позволит , то и до 1 кОм для снижения требований к Uсм ОУ).
Через первый - ток калибратора, остальные - датчики тока каналов (ООСТ).
Источники тока на ОУ с дополнительным MOSFETом на выходе .

[ARV]

Поскольку я слаб в аналоговой схемотехнике, словесные описания не очень помогают...

[vlasovzloy]

По типу электронных нагрузок предлагают. Оу мосфет датчик тока и подстроечник на каждый канал

https://encrypted-tbn0.gstatic.com/imag ... GUlzg&s=10

[Динозавр]

ARV, В схеме от vlasovzloy, вместо потенциометра на входе - Первый резистор для тока калибратора
(ведущий (источник) для всех 4х).
Подстройка не нужна , если все 5 резисторов 0,1% (и Uсм ОУ меньше 0,4 мВ при 100 Ом, или 4 мВ при 1 кОм).
C1 и R3 убрать

[Nikson1]

[uquote="ARV",url="/forum/viewtopic.php?p=4794424#p4794424"]Есть специалисты по аналоговой схемотехнике?
Надо решить такую проблему: имеем калибратор тока 4-20 мА, поверенный. Надо как-то размножить его ток на 4 независимых "зеркальных" тока, в точности повторяющих ток калибратора.
Т.е. меняем уставку калибратора - одновременно меняются все 4 тока. У всех входов и выходов единый общий провод, но токовые линии раздельные.
Желательно, чтобы схема имела минимальное количество подстраиваемых компонентов и обеспечивала идентичность токов во всех 4-х каналах не хуже плюс-минус 0,1%.
Можете что-нибудь посоветовать?

Это для упрощения процесса наладки некоего изделия. Сейчас приходится 4 раза повторять одну и ту же операцию для каждого канала, хотя само изделие моглобы в автоматическом режиме самокалиброваться сразу по всем 4 каналам... Но покупать 4 калибратора не хочется, да и управлять ими тоже. Хочется "нажал кнопку - получил результат"

Так же принимаются альтернативные идеи, подходящие под главное требование "нажал - получил" [/uquote]
Так если один провод общий , что мешает расщепить сигнальный на 4 ре ,да хоть на десять нефиксированных кнопок ?
Что это за изделие?

[ARV]

10 кнопок подразумевают, что надо будет вручную их нажимать и как-то оповещать налаживаемое устройство о том, какая именно кнопка нажата.
я же надеюсь, что получится подать сразу на все входы одинаковые токи, и откалибровать все каналы устройства за одну операцию.
устройство = обычный многоканальный "приемник" стандартных сигналов 4-20 мА с датчиков.
чтобы 4-20 мА привести к шкале 0-100 (каких-то физических единиц), надо знать, сколько канал АЦП выдает при 4 мА на входе и при 20 мА, то есть откалибровать канал АЦП. чем больше каналов, тем больше геморроя с калибровкой (даже при мелкосерийном производстве).

[vlasovzloy]

А каналы не дифы случайно? А то можно например все последовательно и подать общий ток. Токовые линии раздельные же

[ARV]

[uquote="vlasovzloy",url="/forum/viewtopic.php?p=4795055#p4795055"]А каналы не дифы случайно? А то можно например все последовательно и подать общий ток. Токовые линии раздельные же[/uquote]ну, если б было так просто, я б не писал... Базовые основы я всё-таки знаю

[El-Eng]

Надо решить такую проблему: имеем калибратор тока 4-20 мА, поверенный. Надо как-то размножить его ток на 4 независимых "зеркальных" тока, в точности повторяющих ток калибратора.

Это можно сделать при помощи прецизионных токовых зеркал на ОУ.



Первый каскад - зеркало тока R1-U1-VT1-R3 отражает входной ток в цепь питания. Каскады R2-(U2-U4)-(VT2-VT5)-(R4-R7) отражают этот ток обратно в землю (4 канала). ОУ должны быть Rail-To-Rail по входу и выходу, иметь малое напряжение смещения (Zero-Drift) и входной ток (единицы наноампер). Для напряжения питания 5 вольт таких довольно много и они дешевые. Для большего напряжения питания, возможно, придется поискать и раскошелиться.
Полевые транзисторы нужно брать с минимальным пороговым напряжением, от него зависит максимально допустимое сопротивление нагрузки канала: для этой схемы - не более примерно 150 Ом при питании 5В. Резисторы должны быть максимально равны друг другу, разброс величины абсолютного значения сопротивления не так важен. Можно отобрать их при помощи омметра, но не нужно забывать о температурном дрейфе (лучше отбирать из резисторов с допуском 0.1%). Плату после монтажа необходимо тщательно промыть, это особенно важно для SMD компонентов.

Cir.png

(9.91 КБ) 298 скачиваний

[AlexS4]

сюда хорошо пойдут копеечные TP27, они 36V 50uV , можно будет резисторы даж увеличить до 100..300R (это улучшит точность по смещению оу и сопротивлениям монтажа ).

только прийдется сместить верхние концы резисторов R2,R4..7 вниз от питания на пару вольт: соединить их все вместе и кинуть с Vcc на них зенер или мощный светодиод (до100mA), опционально зашунтированный керамикой ~1uF.

https://www.chipdip.ru/product/tp27-sr-3peak-8020246459

[HochReiter]

Входной сигнал - ток 4--20 мА, не нулевой. Требование R/R излишнее.
Возможно, и прецизионность резисторов не требуется, разброс можно учесть программно. Но это только предположение: изделие "некое", неизвестное.

[El-Eng]

Входной сигнал - ток 4--20 мА, не нулевой. Требование R/R излишнее.

При отсутствии входного сигнала R/R ОУ поведут себя более предсказуемо, я бы остановился на них.

сюда хорошо пойдут копеечные TP27, они 36V 50uV , можно будет резисторы даж увеличить до 100..300R (это улучшит точность по смещению оу и сопротивлениям монтажа ).
только прийдется сместить верхние концы резисторов R2,R4..7 вниз от питания на пару вольт

Полностью согласен, отличный выбор, только для смещения я бы поставил какой-нибудь недорогой стабилизатор напряжения.

[HochReiter]

При отсутствии входного сигнала R/R ОУ поведут себя более предсказуемо

Уйдут в аут, ничего неожиданного. ОУ с переворотом фазы я давно не встречал. Вымерли, наверное.

[vlasovzloy]

Не помешали бы резисторы с выхода оу на vcc или на общий, если встроенных нет. Ну и цепи от самовозбуда например тоже

[AlexS4]

в качестве схемотехнической разминки набросал копировщик тока без зеркала
...но есть нюансы

как и в схеме El-Eng:
R100, R1..n - одинаковые, точные, c трассировкой обеспечивающей минимальное включение падений напряжений на дорожках с током в измерительный контур (практически: A провод в идеале организовать как единую точку/полигон, а In- Un подводить к нижним точкам резисторов Rn, не цепляя на длинные участки этих дорожек истоки транзисторов ).

в случае использования исходного тока для одной из реальных нагрузок, необходим демпферный резистор R101, который расширяет диапазон напряжений в которых I_out_n могут првторять ток. c другой стороны этот резистор очевидно сужает этот диапазон у самого I_out_0.

а если не использовать опорный ток для реальной нагрузки - то точку B надо засадить резистором Rload - симулятором нагрузки, c максимальным сопротивлением, обеспечивающем правильную работу опорного источника.

другими словами схема El-Eng c зеркалом - лучше тем, что позволяет расширить вышеупомянутый диапазон (динамический диапазон напряжений выхода генератора тока) выше чем у опорного источника.

[ARV]

[uquote="HochReiter",url="/forum/viewtopic.php?p=4795275#p4795275"]Возможно, и прецизионность резисторов не требуется, разброс можно учесть программно. Но это только предположение: изделие "некое", неизвестное.[/uquote]
Нет, программно учитывается разброс обвязки АЦП, поэтому образцовый ток должен быть образцовым. я же хочу калибровать устройство, а не связку источник-устройство.

[HochReiter]

Ток и будет образцовым, стабильным, но не, к примеру, 4.000 мА, а 4.041 мА. Если это значение прописывается руками, то, конечно, токи лучше иметь одинаковые.