Усилить Напряжение В 300Раз

[caveman]

Имеется амперметр на шунте. На его выводах напряжение меняется в диапазоне 0..30мВ. Мне необходимо на аналоговм входе своего контроллера ловить это напряжение, увеличенное в 300 раз линейно.
Те
ток в цепи машины 1кА, на шунте 10мВ, на входе в мой контроллер 3В
ток в цепи машины 2кА, на шунте 20мВ, на входе в мой контроллер 6В
и тд


Подскажите схему на базе ОУ - укажите конкретные радиоэлементы, марку чипа. Питание 12в. Входной/выходной ток минимальные - это измерительное оборудование, соответственно точность высокая.

[mickbell]

Схема называется "инструментальный усилитель" - лучше готовый. Их есть много разных. Надо смотреть, что продают у вас. Как пример: INA118, AD620. Если питание однополярное, придётся делать искусственную среднюю точку, для этого ещё нужен источник опорного напряжения (не стабилитрон!).

[caveman]

Спасибо за оперативный ответ.
Питание - постоянка однополярная.

[caveman]

1 Инструментальный усилитель - готовый, т.е. я просто покупаю чип и паять ничего не надо?
2 ни резисторов, ни конденсаторов, ни прочих элементов?
3 существуют ли опоры под чипы - вставил чип, а сбоку клеммник или ножки побольше, к кот. скрутку сделать можно? Просто из-за одного чипа травить печатную плату - излишне
4 есть ли советские аналоги или даташиты на русском?

[hybroid]

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0% ... 0%BB%D1%8C
Представьте его как суперточный ОУ, для простоты понимания. Паять надо. Печатки надо. Какие ещё скрутки в измерительном оборудовании?.. То точность, то скрутки.

[caveman]

Я в радиофизике не силен, но голова работает -т.е. тупо не хватает данных, поэтому прошу помочь.

http://lib.chipdip.ru/204/DOC000204405.pdf - я могу взять вот это и не вешать никаких дополнительных резаков? Коэффициент усиления у меня может быть любым от 100 до 300. Точность мне нужна до 10%.

Ту статью-то я прочел. Я не могу понять - на этом рисунке http://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Opamp ... tation.svg - это сам ИУ (его приниципиальная схема) или он там изображен треугольником?

Среднюю точку буду делать также готовым чипом - дайте, пожалуйста, конкретную модель. по типу этой http://www.chipfind.ru/datasheet/pdf/ti/tle2425.pdf
1 на вход ИУ подается двуполярная напруга разной величины - т.е. +6/-6, +12/-12В или нет?
2 бывают эти чипы на малую напругу - до 30мВ
3 входная напруга должна быть постоянной по величине? - в моем-то случае она меняется!!!

[mickbell]

1 Инструментальный усилитель - готовый, т.е. я просто покупаю чип и паять ничего не надо?
2 ни резисторов, ни конденсаторов, ни прочих элементов?
3 существуют ли опоры под чипы - вставил чип, а сбоку клеммник или ножки побольше, к кот. скрутку сделать можно? Просто из-за одного чипа травить печатную плату - излишне
4 есть ли советские аналоги или даташиты на русском?

В принципе, сущестуют готовые изделия. Я пробовал погуглить "усилитель на din-рейку", что-то нашлось, но особо смотреть не стал.
Если же делать самому - то немного попаять придётся. Без травления можно обойтись, один экземпляр изделия принято собирать на макетной плате. Я пользуюсь макеткой с несоединёнными металлизированными отверстиями шагом 2.54 мм, они продаются, к примеру, в Промэлектронике.
К микросхеме усилителя придётся добавить: резистор, задающий усиление (один, но прецизионный, какой номинал - зависит от микросхемы и от требуемого усиления) и блокировочные конденсаторы по питанию (SMD, 0.1...1 мкФ). Это если было бы плюс-минус питание. Поскольку его нет, то надо его сделать - проще всего модулем DC/DC преобразователя из 12 В в плюс-минус 12.
Микросхемы совецццкого производства я не использую с начала века, и вот по какой причине. Коллега заложил в изделие стабилизатор К1156-чего-то-там, точно не помню, причём остальное было буржуйское - так брак по этой микросхеме составлял до 30 процентов. Сделали входной контроль, но и он не особо помог: из прошедших его, но запаянных в плату микросхем ещё процента два уходило в брак. С тех пор я заклялся применять совецццкое в своих разработках.
Даташиты на русском? А нафига? Их же не Шекспир пишет, там язык предельно понятен, даже и не-англичанину.

http://lib.chipdip.ru/204/DOC000204405.pdf - я могу взять вот это и не вешать никаких дополнительных резаков? Коэффициент усиления у меня может быть любым от 100 до 300. Точность мне нужна до 10%.
Ту статью-то я прочел. Я не могу понять - на этом рисунке http://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Opamp ... tation.svg - это сам ИУ (его приниципиальная схема) или он там изображен треугольником?
Среднюю точку буду делать также готовым чипом - дайте, пожалуйста, конкретную модель. по типу этой http://www.chipfind.ru/datasheet/pdf/ti/tle2425.pdf

Дополнительный резистор нужен, подключать его надо к ногам 1 и 8. Для выбора номинала - формула на 8-й странице даташита.
На рисунке в вике изображена вся внутренность инструментального усилителя. Единственно, Rgain - не внутри его, а снаружи - это тот самый резистор, что придётся подпаивать самому.
О питании. Я передумал. Не среднюю точку, а преобразователь питания. Можно TMA1212D или 1215D: http://www.promelec.ru/pdf/tma.pdf

1 на вход ИУ подается двуполярная напруга разной величины - т.е. +6/-6, +12/-12В или нет?
2 бывают эти чипы на малую напругу - до 30мВ
3 входная напруга должна быть постоянной по величине? - в моем-то случае она меняется!!!

1. Нет. На вход ИУ подаётся напряжение с шунта. Плюс-минус 6, плюс-минус 12 - это, видимо, питание.
2. Он и есть.
3. Нет. От нуля до скольки надо. К примеру, до 30 мВ любого знака.

[caveman]

http://zalil.ru/33191550
1 Правильная схема? (куда добавить конденсаторы?)
2 По поводу ОУ - 4/7 - питающее двуполярное напряжение, а 2/3 - мое входное напряжение (0,,30мВ) или наоборот?
3 Входное напряжение также должно быть двуполярным? Если да, то как быть - ведь с шунта у меня 0 - 0,,30мВ.
4 Данная плата не повлияет на показания штатного аналогового амперметра, висящего на шунте?
5 Схема даст линейную зависимость?
6 есть ли у схемы мертвые зоны? - например не работает или меняется функциональная зависисмость при 0,,5мВ?
7 температурный режим - эксплуатация при -20,,+30. Изменение Т влияет на К усиления, точность и тп?

[mickbell]

1. Ошибка: среднюю точку питания надо подключать не к 6-й, а к 5-й ноге. Конденсаторы поставить между ногами 4-5, 7-5 усилителя. Чем ближе к ногам, тем лучше. Неплохо также и между ногами 4-5, 6-5 преобразователя - не повредит.
2. Первое, то есть как на той бумажке нарисовано.
3. Какое будет - такое и будет. Оно усилится и будет выдано на выходе. При подключении к шунту следите за полярностью, иначе на выходе INA118 будет минус.
4. Не повлияет.
5. При правильно выбранном коэффициенте - линейную. При неправильном - линейную до поры до времени, потом будет ограничение.
6. Нет.
7. Влияет, конечно. Но (при должном качестве изготовления) Вы это не заметите, ибо влияние это КРАЙНЕ незначительно. Последнее раскрою. Общий провод следует выполнить как можно "кондовее": не одним тоненьким длинным проводом, а по крайней мере несколькими, или потолще. Когда я развожу печатные платы, общий выполняю заливкой в одном из слоёв - чтобы его площадь была как можно больше. Никаких скруток - или пайка, или затяжка в клеммах.
Внимание! Ответы 3...7 верны только если, как говорится, схема правильно собрана из исправных деталей.

[caveman]

1. Ошибка: среднюю точку питания надо подключать не к 6-й, а к 5-й ноге. Конденсаторы поставить между ногами 4-5, 7-5 усилителя. Чем ближе к ногам, тем лучше. Неплохо также и между ногами 4-5, 6-5 преобразователя - не повредит.
2. Первое.
3. Какое будет - такое и будет. Оно усилится и будет выдано. При подключении к шунту следите за полярностью, иначе на выходе INA118 будет минус.
4. Не повлияет.
5. При правильно выбранном коэффициенте - линейную. При неправильном - линейную до поры до времени, потом будет ограничение.
6. Нет.
7. Влияет, конечно. Но (при должном качестве изготовления) Вы это не заметите, ибо влияние это КРАЙНЕ незначительно. Последнее раскрою. Общий провод следует выполнить как можно "кондовее": не одним тоненьким длинным проводом, а по крайней мере несколькими, или потолще. Когда я развожу печатные платы, общий выполняю заливкой в одном из слоёв - чтобы его площадь была как можно больше. Никаких скруток - или пайка, или затяжка в клеммах.

1 кондеры какой емкости/напряжения/мощности
2

[mickbell]

1. Внимание! Я немного отредактировал своё сообщение, прошу обратить внимание.
2. Конденсаторы рекомендую SMD (безвыводные), размер 0805, ёмкость от 0.1 до 1 мкФ, напряжение от 16 В и выше, диэлектрик - любой, тут не критично. Лучше X7R.

[caveman]

усиливающий резак какой мощности? - сопротивление у меня получается 170Ом
http://zalil.ru/33194703 - проверьте расстановку кондеров и их полярность

[caveman]

http://zalil.ru/33194714

1 вообще, мне нужно снимать напругу с двух шунтов - проверьте, пожалуйтса
2 в какой программме рекомендуете делать разводку платы
3 какие рекомендации дадите при планировке платы/пайке
4 в какой корпус мне разместить плату? - мне ее потом в корпус прятать вместе с БП и контроллером

[caveman]

предохранители надо куда-то ставить?
ны выходе с ОУ не будет каких-нибудь скачков напруги, чтобы не спалить входы моего контроллера?

[mickbell]

Мощность резисторов - любая.
Конденсаторы показаны правильно, полярность их не имеет значения - они неполярные. Хотя указана правильно. Ещё один конденсатор не помешает - между ногами 1 и 2 преобразователя.
КРАЙНЕ ВАЖНО, какое напряжение может быть максимум между обоими шунтами, раз он не один, а также между любым шунтом и контроллером. Потому как если оно окажется больше где-то десяти вольт, то работать не будет, а если сильно больше - то может и выйти из строя. Если потенциал какой-то части, скажем, контроллера, не определён (болтается в воздухе), то имеет смысл потенциалы уравнять, соединив цепь контрллера GND, скажем, с минусом одного из шунтов, или с другой точкой, где потенциал определён, резистором номиналом порядка мегома.
Разводку плат я делаю вручную, пользуясь PCADом-2006 - то есть авторазводке не доверяю, так что каким инструментом пользоваться - совершенно не важно. Располагать элементы на плате можно как угодно, к примеру - как нарисовано на схеме. Единственное, постоянно помнить о максимальной толщине проводников цепи GND и о необходимости ставить блокировочные конденсаторы как можно ближе к ногам.
Корпус хорошо если будет металлический. И совсем хорошо, если удастся его расположить так, что он не будет контактировать ни с чем, тогда его надо соединить с цепью GND, причём в определённой точке, а именно - с ногой 5 преобразователя.
Предохранитель номиналом 0.25 ампер можно (хотя вовсе не обязательно) поставить в цепь питания преобразователя, то есть перед его ногой 1.
Скачков напряжения на выходе, опасных для контроллера, не будет. Однако, перед тем, как его подключить, рекомендую прверить поведение устройства: подключить к выходу осциллограф с вольтметром (в крайнем случае, только вольтметр) и проверить, что он выдаёт. Не должно быть каких-нибудь посторонних колебаний, а выходное напряжение должно быть пропорционально току. Тут же проверить полярность - чтобы выходное напряжение шло в плюс, а не в минус, при увеличении тока.

[caveman]

Один шунт меряет общую силу тока, второй - силу тока заряда акума, GND у них наверняка общий. Бортовая сеть 72В. В нее же я ставлю свой преобразователь 72-12В, он и питает мой контроллер и плату, значит у него наверняка и GND общий с шунтами, хотя ведь амперметр в любой точке цепи может быть посажен на шунт - необязательно рядом с GND.

[mickbell]

1. Шунты могут стоять в верхних проводах. Значит, потенциалы их могут различаться довольно заметно. Следует или измерениями, или анализируя схему, оценить максимальную разность потенциалов между шунтами.
2. Преобразователь 12 -> +-15 вольт имеет внутреннюю гальваническую разязку, что нам на руку. Однако из-за этого потенциал общего провода контроллера, если он более никуда не соединён, окажется висящим в воздухе. Если шунты окажутся под потенциалом +72 вольта, или сколько там, то общий контроллера имеет смысл соединить с +72 вольтами. Этот вопрос, надо заметить, требует специального обдумывания.
3. Слово "наверняка" тут неуместно, во всём следует убедиться лично.

[caveman]

а стабилитроны не надо в схему добавить?
стоит проверить пульсации напряжения на входе? источник тока - генератор с выпрямителем от дизельного двигателя

[Techno-holst]

А если применить готовые датчики тока?

[TheCat]

MAX4372 - отличное решение для подобных случаев.