Микроомметр на INA226.

[linkov1959]

Как лучше и дешевле сделать?

226.jpg

(5.15 КБ) 280 скачиваний

[linkov1959]

INA226 точный монитор напряжения и тока. Ток измеряется косвенно по напряжению на шунте. Максимальное 81.92мВ. INA226 выводит результат измерений в свой регистр тока, максимальное число 32767. Мы его читаем по SPI. В регистр калибровки нужно прописать магическое число 2046 на все случаи жизни и забыть.
Пример. На шунте(измеряемом резисторе) 12мВ, тогда в регистре тока будет 12/81.92 и умножить на 32767, равно 4800. По этому значению мы и рассчитываем напряжение на шунте(измеряемом резисторе). Если есть источник стабильного тока, то R=U/I. Можно вместо стабильного тока использовать стабильный резистор и измерять на нем напряжение той же INA226. Там точность выше крыши!

[ass20]

прикидывали какой диапозон измерений получится на 1 резисторе ?
ради интереса можете посмотреть на схему keithley 580
там интересна аналоговая часть...
В других моделях в основном ставят icl710 icl7106 наша 572ПВх, либо измеряют переменокй как в Е6-18

[linkov1959]

Сделал на ардуино нано, питание нестабилизированное 3.2-4.2в от лития. Резистор, задающий ток 50 Ом. Это около 80мА, что бы измерять до 1 Ома. К сожалению оказалось, что усиление в INA226 не масштабируется. Разрешение 10мкОм. Буду добавлять кнопкой ток в 10 раз для разрешения 1мкОм при необходимости. INA226 стоит 1$, ардуина 2$ и экранчик OLED 1.5$. Сделать только щупы Кельвина нужно.

[linkov1959]

Сделал 3 диапазона на разный ток с пределами 10 Ом, 1 Ом, 0.1 Ом.
Скетч.

ina226.rar

(3.43 КБ) 93 скачивания

[ass20]

для щупов кельвина дешовые и мелкие с али не берите, они гадские, в них пружинка не держит.. купил и пожалел, берите те что крупнее и дороже...
подобные норм держат
https://aliexpress.ru/item/100500439825 ... 2754xZE2jN
ссылка как пример лота.

[linkov1959]

Щупы я делаю сам. Немного изменил схему. Шунт включил по плюсу, а резистор 50 Ом от минуса. Так точнее и проще измерять на нем напряжение по Vbas.

[linkov1959]

На диапазоне 0.1 Ом токозадающий резистор 5 Ом, на диапазоне 10 Ом - 500 Ом. Сделал отдельные щупы для измерения шунтов. Шунт 50А, 75мВ показал, 1498 мкОм. В программе не нужно от Vbas отнимать Vшунта.

[linkov1959]

Эти шунты не совсем точные, они калибруются при рабочем токе при повышенной температуре. Резистор 5.5 Ом для диапазона 0.1 Ом намотал манганином и получил превосходную стабильность. Для калибровки буду доставать с чердака свой мост 0.001%.

[haker_fox]

linkov1959 писал(а):

получил превосходную стабильность.

Это как?))
У Вас источник тока сделан из аккумуляторной li-po ячейки, рабочее напряжение которой, скажем, 4.2 - 3.6 В. В качестве ограничителя тока использован резистор 50 Ом.

Разброс тока составит при нагрузке КЗ от 84 до 72 мА. Это уже 14%.

Я молчу про характеристики резистора, такие, как ТКС и точность.

При подключении нагрузки до 1 Ом и при напряжении аккумулятора 4.2 В (пока представим, что не меняется) ток изменится с 84 до 82 мА. Это, конечно, уже не 14, а всего лишь 2.4%.

А теперь совместим все факторы: разряд аккумулятора, изменение нагрузки и тока, ТКС резистора. Можем где-нибудь оказаться около 15 - 20%. О стабильности говорить рано.

В народе говорят: критикуя - предлагай. Не всегда это уместно, но не в этом случае. Предлагаю сделать Вам ИТ на базе хотя бы биполярного транзистора. 84 мА - совсем крохотный ток. А стабильность вырастит в разы. Ещё лучше ИТ изготовить с использованием операционного усилителя. Всю необходимую информацию можно почерпнуть в "Искусстве схемотехники".

[ass20]

haker_fox,
в этой конструкции немного не так...
стабилизировать ток в этом случае не нужно... а нужен образцовый резистор с минимальным ТКС известой величиной сопротивления либо высокой точностью...
А принцип измерения прост.. измеряем напряжение на образцовом резисторе, а потом на измеряемом (DUT) .. И вычисляем значение измеряемого резистора. В формуле измерений фигурируют, падениея напряжения на обоих резисторах и величина образцового резистора... так, что на стабильность тока роли не играет...
На этом принципе строят омметры на ICL7107 ICL7106, там к входу Vred цепляют эталонный резистор .. и все... на Али были подобные поделки...

[haker_fox]

ass20 писал(а):

haker_fox,
На этом принципе строят омметры на ICL7107 ICL7106, там к входу Vred цепляют эталонный резисто

То, о чём Вы говорите, называется логометрический (ратиометрический) способ измерения сопротивления. В этом случае стабильность тока не имеет большого значения.

Однако, у автора схема нарисована так, как на рисунке в первом топике. При таком включении, если посмотреть на внутренне устройство INA226 в даташите, она может измерить напряжение на Rx или на Rx + Rшунт (другими словами: напряжение питания, к которому подключена цепочка последовательно соединённых резисторов Rx и Rш). Более того, INA226 - это не АЦП с выведенным во вне выводом для подключения ИОН (источника опорного напряжения), следовательно логометрический способ измерения невозможен.

Поэтому, имя два напряжения: на шунте и на сумме шунта + задающий резистор, сделать вычисления без погрешности нельзя. Можно, конечно, вычислить напряжение на шунте косвенно: это будет разность между общим напряжением (питания) и падением напряжения на Rx, но тогда в это же арифметическое выражение войдут и падения на соединительных проводах, клеммах и т.д. и т.п. А значит, точность измерения ещё более пострадает.

Если я заблуждаюсь, то прошу автора рассказать подробнее, как он выполняет измерения. Может быть я не до конца понял его идею.

Posted after 10 minutes 59 seconds:
Примерно так, как на рисунке. Там формула для вычисления измеряемого Rx и для калибровки неизвестного R шунта. Но измярять надо честно оба напряжения кельвиновским подключением.

[linkov1959]

haker_fox, Лучше шунт ставить по питанию, а Vbas измерять непосредственно на токозадающем резисторе относительно минуса. Калибровка не потребовалась. Тут фокус в том, что опорник в INA226 очень точный, а измерить точно резистор 50 Ом не проблема.

схема.jpg

(13.32 КБ) 125 скачиваний

[haker_fox]

linkov1959 писал(а):

haker_fox, Лучше шунт ставить по питанию, а Vbas измерять непосредственно на токозадающем резисторе относительно минуса. Калибровка не потребовалась. Тут фокус в том, что опорник в INA226 очень точный, а измерить точно резистор 50 Ом не проблема.

Ладно, сдаюсь. Без схемы, нарисованной хотя бы от руки, продолжать дискуссию нет смысла.
Ну, а после "калибровка не потребовалась" и "что опорник в INA226 очень точный", и "а измерить точно резистор 50 Ом не проблема" даже трудно что-то предположить. Ну, разве что поверку: измерить идеальный ноль (по четырёхпроводной схеме) и сопротивление полной шкалы...

Posted after 1 minute 41 second:
UPD. Схема появилась буквально сейчас. Ок. Посмотрю.

[linkov1959]

haker_fox, если будешь делать, то проблем не будет, помогу, если что.

[haker_fox]

UPD. Схему Вашу посмотрел, вроде всё ОК. Но! Я бы предложил Вам не измерять резистор "50 Ом", а подключать вместо Rx эталон, вроде имеется какой-то точный магазин. И тогда по приведённым мною формулам выше, можно сразу вычислять константу шунта. А затем, зная её, - измерять неизвестный Rx.

Достоинства такого метода: не зависим от величины опорного напряжения; схема становится псевдологометрической (всё же есть момент переключения мультиплексора и неодновременности измерения); нет нужды измерять величину шунта, а когда их несколько (прибор многодиапазонный) это очень удобно.

Posted after 1 minute 9 seconds:

linkov1959 писал(а):

haker_fox, если будешь делать, то проблем не будет, помогу, если что.

Спасибо) Я работаю на предприятии, которое как раз делает микроомметры, т.е. промышленные измерительные приборы. Разрабатываю схемы и ПО для них. Поэтому, Вас так тщательно и спрашивал о родной стихии)

[linkov1959]

haker_fox, Вот я и достал сверхточный мост для измерения эталонов. Калибровки не потребовалось. Резистор 50 Ом измерить проще, чем 1 Ом. INA226 брал у двух продавцов, точность опорника 0.01%.
https://aliexpress.ru/item/100500489058 ... 0908774314

[haker_fox]

Если Вас всё устраивает, то мои поздравления))

[linkov1959]

haker_fox, Разве я для себя?))

[ass20]

haker_fox писал(а):

Я работаю на предприятии, которое как раз делает микроомметры, т.е. промышленные измерительные приборы. Разрабатываю схемы и ПО для них.

У меня было 3 попытки собрать миллиОмметр
1. на aduc847 по мотивам китайца на silab 8051F350 (у него 24 бит ацп) тут тема есть с оригинальной схемой и исходниками.. застрял в программировании, мк вис почему то..
2.по мотивам прибора Keithley 580, схема есть в сервис мануале,есть фотки, но нет прошивок, сделал 2 платы : цифра на stm32f030 и аналог под модуль АЦП ada1112 ? в итоге тоже не завершенка...
3. купил вольтметр на ICL7107 расковырял воткнул резистор на ноги Vref .. работает на 1 диапазоне..

А потом купил YR2050... но в ней, интерфейс на иероглифах... но микрухи затерты... из интересного.. стоят 2 АЦП с внешним кварцем наверно TM7705 проц stm8l151C? хорошие фото гуглятся по названию прибора. Из фишек прибора есть измерение длинны провода, его сечения или удельного сопротивления... только интерфейс тяжелый...