Стабилизация значений аналогового входа

mykaida
mykaida аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.07.2018

andriano пишет:

Повторю вопрос: откуда стабильность?

Я думаю, стабильность получена КРЕН и дай бог двумя конденсаторами.

nik182
Offline
Зарегистрирован: 04.05.2015

В далёкие времена 80-х, что бы напряжение было стабильным, целый шкаф стоял в лаборатории в котором поддерживалось 36.6 градусов, потому что начальник сказал, что природа не дура и она знает что делает. В этом шкафу стояли приборы поверенные с классом точности 0.1 . По ним и проверяли (не поверяли!) другие приборы, перед измерениями.   Почитайте что нибудь про метрологию, про классы точности, и про то сколько реально Вам нужно знаков и скольким из них можно верить.     

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Алексей К пишет:

Я имел в виду, что схема стандартная и слишком простая.

Вдогонку: вот смотрите:

- моя "простая и стандартная" схема с учетом "стоит"/"мигает" обеспечивает уверенное различение уровня в половину младшего разряда,

- Ваша "простая и стандартная" схема дает шум на уровне ~10 единиц младшего разряда, т.е. минимум, в 20 раз больше.

Вопрос №1: Почему?

Вопрос №2: Как Вы думаете, мы пользуемся одинаковыми "простыми и стандартными" схемами?

Вопрос №3: Если ответ на вопрос №2 "Нет" - чем ниши схемы различаются?

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

1. У меня нестабильный источник питания. Да и сама разводка питания на плате китайская.

2. Нет, разными.

3. Думаю, что у Вас стоит фильтр низких частот на аналоговом входе + вы используете более стабильный источник питания. Но у меня на ATMega328P мигает тоже только соседний разряд, т.е. как Вы написали "обеспечивает уверенное различие уровня в половину младшего разряда".

asam
asam аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.12.2018

Алексей К пишет:

Хорошо, поиграю в угадайку. Предположим, клон слева (мне на это намекает надпись chn в четвёртой строке и само качество маркировки + я такие видел на али).

Клон, как раз, справа

Если хотите получить точность и стабильность получше имеет смысл взять внешний АЦП со встроенным источником опорного напряжения. Например ADS1115

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Хоть чем-то обрадовали, значит у меня оригинал)

Как я понял для моей задачи нужно:

1. использовать внешний АЦП

2. Сделать по даташиту хорошую разводку питания для внешнего АЦП и для МК

3. Сделать фильтр низких частот на вход АЦП.

4. Приобрести хороший ЛБП и точный мультиметр, для измерения с точностью 0.1 %

Всё так?

asam
asam аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.12.2018

Для поверки доморощенных вольметров имеет смысл использовать что нибудь вроде https://m.aliexpress.ru/item/32862723259.html

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Спасибо за ссылку! А точность такого источника питания должна равняться точности вольтметра или всё-таки источник должен превосходить вольтметр по точности?

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Алексей К пишет:

1. У меня нестабильный источник питания. Да и сама разводка питания на плате китайская.

2. Нет, разными.

3. Думаю, что у Вас стоит фильтр низких частот на аналоговом входе + вы используете более стабильный источник питания. Но у меня на ATMega328P мигает тоже только соседний разряд, т.е. как Вы написали "обеспечивает уверенное различие уровня в половину младшего разряда".

1. Ошиблись. У меня тоже нестабильный источник питания (и он же - источник опорного напряжения). А разводка - моя собственная. Несколько китайских макеток, соединенных между собой и с органами управления на панели. Длина проводов - до десятков см.

2. Завидую. Лично я не умею сравнивать схемы, не видя их, только зная, что они "стандартные и простые".

3. Да, RC цепочка на входе есть.

Алексей К пишет:

4. Приобрести хороший ЛБП и точный мультиметр, для измерения с точностью 0.1 %

Если хотите изготовить прибор с точностью 0.1%, то для его отладки потребуются приборы с точностью не хуже хотя бы 0.02%. Причем, не один.

Ну а вообще, одно из определяющих значений имеет схема, о чем Вы не упомянули. Если схема составлена правильно, то от многих погрешностей удается избавиться, а вот если схема неудачная, это чревато внесением лишних погрешностей.

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Цитата:

Если хотите изготовить прибор с точностью 0.1%, то для его отладки потребуются приборы с точностью не хуже хотя бы 0.02%. Причем, не один.

Понятно. Тогда узнаю подробнее по требования к точности прибора. ЛБП или мультиметр с точностью 0.02 будут стоить конских денег. Поэтому если минимальными требованиями останутся 0.1 %, то получается, что в домашних условиях такое реализовать нельзя.

asam
asam аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.12.2018

Алексей К пишет:

Спасибо за ссылку! А точность такого источника питания должна равняться точности вольтметра или всё-таки источник должен превосходить вольтметр по точности?

Там при комнатной температуре стабильность около 100 ррм. Сомневаюсь что ваш вольметр сможет к этому приблизиться дана порядок 

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

А чувствителен ли данный прибор к собственному питанию? Как я понял, от обычного китайского AC/DC адаптера на 15 вольт его запитывать нежелательно.

asam
asam аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.12.2018

AD584 это сам по себе высокостабильный стабилизатор напряжения. Плюснаплате ещё и обычный стабилизатор стоит. Так что запитывать можно от любого,не очень говенного бп.

rkit
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2016

Это не стабилизатор а опорное напряжение. Питать от него ничего нельзя.

asam
asam аватар
Offline
Зарегистрирован: 12.12.2018

rkit пишет:

Это не стабилизатор а опорное напряжение. Питать от него ничего нельзя.

От него можно питать что угодно током до 10мА

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Алексей К, вот вам для начала самый простейший миллиомметр на дуне и внешнем ацп (ссылка на статью).

Точность можно повысить заменив резистор (R2) на прецизионный источник тока. Но это получится более сложная схема. Диапазон 10кОм можно сделать переключением резистора(R2) на более высокоомный. 

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Спасибо, dimax! Во время поисков натыкался на эту статью, но отпугнул внешний АЦП, так как хотелось сделать на внутреннем АЦП STM32. Теперь попробую повторить данную схему. Для этого, конечно, нужно будет в Митино купить эту самую ADS и сопротивления с классом точности 0.1 %, но пробовать надо. Так же попробую собрать прецизионный источник тока по схемам из инета, так как вечно питать от ЛБП устройство я всё равно не смогу.

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Как я понял, главное в измерениях с АЦП это точный источник опорного напряжения?

rkit
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2016

Всё главное. Один неправильный компонент перечеркивает точность всей остальной системы.

Этому учатся по 4 года. Ты сейчас ниже нуля со своими вопросами.

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Конечно, я же никогда в схемотехнику так не углублялся)

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

Алексей К пишет:

Конечно, я же никогда в схемотехнику так не углублялся)

а нафига это вообще? Зачем такая точность - вы так и не открыли миру. Я почему-то подозревая. что она вам и не нужна вовсе.

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Точность это требования к тому оборудованию, которое необходимо сделать. Измерение сопротивление это может 1/20 часть от всего функционала, но большая часть работы уже сделана, поэтому как-то глупо было бы с моей стороны посыпаться на измерении сопротивления и забросить всё окончательно. Да и просто что-то забросить не про меня.

Вот примерное описание, что устройство будет делать:

Есть кабель (общая протяженность до 12 м) с разъёмами 102 пина мама/папа. Количество мам и пап может быть любое. Сначала прозваниваем соединения, чтобы узнать какой пин куда подключен (на пин 1 первого разъёма подаём 1, на остальных пинах этого и других разъёмов читаем цифровой сигнал). Как передаются данные, как выводятся и что с ними происходит потом неважно: это программирование, а с программированием проблем нет, т.к. я им и занимаюсь. Далее требуется узнать сопротивление каждого соединения. Вот тут началась эта требуха. По ТЗ нужно измерить сопротивление с точностью минимум 0.1 % (но объяснить для чего, заказчик пока не смог). У меня же точность получилась минимум 2 Ома при 100 Омах, что является 2 %.

Сейчас все эти операции (прозвонка, измерение сопротивления) выполняются в ручную, т.к. такого устройства нет. В народе это называется "автоматизация производства".

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

nik182
Offline
Зарегистрирован: 04.05.2015

Точность зависит от максимального значения предела измерения. Если это 10 кОм это одно, а если 10 Ом совсем другое. Измерение сопротивления кабеля длиной 12 метров даст сопротивление доли ом. Если возьмёте предел 10 Ом, то получить разрешение  0.01 Ом на чистом STM нет никаких проблем. Особенно учитывая возможность программной компенсации сопротивления соединительных проводов. Надо только грамотно соединить все элементы и сделать высокостабильный источник тока.

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

хм... а 10К тут зачем?

Вернитесь к началу ветки, найдите в инете схему миллиомметра и реализуйте.

И не страдайте ерундой, самому вам в ближайшие пару лет все равно лучше не сделать, ибо каждое ваше сообщение в этой ветке открывает все новые грани вашего невежества в вопросе...

 

75 сообщений боремся за то. что на самом деле никому не нужно... 000000 :)

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Штука в том, что в кабеле  могут стоять терморезисторы с сопротивлением около 3 кОм и выше (до 10 кОм) и их сопротивление тоже необходимо измерить. Хотя даже не могут, а стоят, там слишком навороченный кабель.

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

тогда это неверная постановка задачи.

Измерять сопротивление контактов, когда в цепи есть терморезистор - точно такая же бредятина, как мерить расстояние Москва-Самара с точностью до миллиметра школьной линейкой...

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Сопротивление самого кабеля может быть до 190 Ом, это подтверждённые данные.

Если бы  мне нужно было измерить до 10 Ом, то Вы бы и не увидели эту тему на форуме)

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Он может быть, а может не быть. Когда нет - выдаем сопротивление самого соединения, есть - сопротивления соединения + терморезистора. Сколько их будет и где они окажутся - неизвестно. Может их вообще нет.

nik182
Offline
Зарегистрирован: 04.05.2015

Ну так у Вас МК. Сделать на нём автоматическое переключение пределов очень просто. Он сам выберет наиболее подходящий предел измерения. В любом случае точность лучше чем 1/1000 от максимального значения на чистом STM получить очень трудно. Ваша задача - научить МК  переключать пределы и обеспечить точность пробных токов и коэффициентов усиления усилителей для разных пределов.  

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Спасибо, nik182! Т.е. я собираю схему миллиомметра, как написал в 66 сообщении dimax, нахожу резисторы с точностью 0.1 % на 10 Ом, 100 Ом, 1 кОм и 10 кОм и программно, с помощью мультиплексора, переключаю R2 на ближайшее по номиналу сопротивление, так? Поправьте, пожалуйста, если я что-то написал неверно.

И ещё. Будет ли зависеть точность от шага в разнице сопротивлений? Например, если я возьму так: 10 Ом, 50 Ом, 100 Ом, 250 Ом, 500 Ом и т.д., то будет ли точнее, чем в первом варианте?

nik182
Offline
Зарегистрирован: 04.05.2015

Точные резисторы это не гарантия точности. Напряжение уплыло из за изменения температуры и точность резисторов не имеет смысла. Ещё раз. У Вас МК. Изделие единичное. Для любых пределов можно рассчитать поправочные коэффициенты на каждый предел измерения для любых резисторов. Надо только иметь в доступе точный образцовый прибор. Один раз настроили - установили коэффициенты и всё. Даже при не точных резисторах имеем точный результат.

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Алексей К, какой  мультиплексор? У них обычно сопротивление замкнутого контакта слишком высоко. Да и от температуры скорее весго гуляетю  Нужно коммутировать  релюшкой, желательно качественной (с минимальным солпротивлением З.К.), и лучше запаралелить 2 группы.

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Действительно, хорошая идея! Прибор точный имеется в другом отделе, измеряет он как раз с точностью до 7,5 разрядов (Keithley 2001). И всё же, если уменьшу шаг между номиналами резисторов, то увеличится ли точность?

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

dimax, я таких тонкостей, конечно, не знал, спасибо) Сейчас нашел в чип-и-дипе электромагнитную релюшку с сопротивлением контактов 1.4 Ома. То ли я нашёл или нужно что-то другое?

b707
Offline
Зарегистрирован: 26.05.2017

Алексей К пишет:

нашел в чип-и-дипе электромагнитную релюшку с сопротивлением контактов 1.4 Ома.

может миллиОма?

nik182
Offline
Зарегистрирован: 04.05.2015

Я уже писал. Если сделать правильную схематику, то на чистом STM получаем 1/1000 от максимального значения. Вам решать какие сопротивления Вы собираетесь измерять и какие диапазоны измерений соответственно нужны. Чем дальше сопротивление от максимального значения диапазона, тем хуже относительная точность. 

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Вот реле https://www.chipdip.ru/product/res49-rs4.569.421-00.01. Там в характеристиках указано "Максимальное сопротивление электрических контактов" 1.4 Ома. Или я что-то не так понимаю?

dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Алексей К, это слишком много.  Вот есть релюхи с сопротивлением 50мОм, и то многовато. Лучше запаралелить две группы. Что бы было соответсно 25 мОм.  В реальности будет меньше конечно, указывается всегда максимальное значение.

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Большое спасибо! Просто с ходу так найти не смог, раньше не работал с электромагнитными реле, только с механическими и твердотельными. Изучу этот вопрос. 

Думаю, что тему можно в принципе закрывать, т.к. информации я уже получил довольно много. Как реализовать миллиомметр на реле и что при этом нужно учитывать тоже понял. Дальнейшим изучением займусь уже самостоятельно. 

Всем, кто помогал, наводил на правильные мысли большое спасибо!

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Алексей К пишет:

Как я понял, главное в измерениях с АЦП это точный источник опорного напряжения?

Не всегда.

Бывает, что это не так. Но это, опять же конкретика для частного случая. Поэтому и нужна схема. Причем именно та, которая используется, а не "стандартная". А для "стандартной" - да, ИОН - очень существенная часть.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Алексей К пишет:

Точность это требования к тому оборудованию, которое необходимо сделать. Измерение сопротивление это может 1/20 часть от всего функционала, но большая часть работы уже сделана...

Здесь логическая ошибка: никто не гарантирует, что 1/20 часть функционала не потянет на 99% трудоемкости. Поэтому, вполне вероятно, что большая (причем, существенно большая!) часть работы еще впереди.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

Алексей К пишет:

По ТЗ нужно измерить сопротивление с точностью минимум 0.1 % (но объяснить для чего, заказчик пока не смог). У меня же точность получилась минимум 2 Ома при 100 Омах, что является 2 %.

Ну т.е. Вы взялись гарантировать точность 0.1%, не понимая даже, что такое значащая цифра?

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

b707 пишет:

тогда это неверная постановка задачи.

Измерять сопротивление контактов, когда в цепи есть терморезистор - точно такая же бредятина, как мерить расстояние Москва-Самара с точностью до миллиметра школьной линейкой...

Причем, в условиях, когда неизвестно, нужно делать это по ж/д или по шоссе.

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Схему решил делать, которую предложили dimax и nik182, с хорошими цепями питания и точным опорным напряжением. Реализую, а там уже посмотрим, что получится.

andriano
andriano аватар
Offline
Зарегистрирован: 20.06.2015

nik182 пишет:

Сделать на нём автоматическое переключение пределов...

Алексей К пишет:

Спасибо, nik182!

Так для Вас еще и автоматическое переключение пределов - новость?

Без комментариев...

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Объясняю. Не гарантировать, этого устройства может не быть вовсе. Никому до этого нет дела. Это лишь моя инициатива. Если получится сделать измерение с такой точностью, и руководство одобрит использование такого устройства, то хорошо.

P.S. Само собой я бы не стал открыто гарантировать, что устройство N будет готово к такому-то дню и будет стоить столько-то, т.к. я занимаюсь программированием, а занятия с ардуинкой как хобби.

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

Не новость, если Вы внимательно читали, я писал про мультиплексор. Но я не думал тогда, что это может быть рабочем решением, а не думал, потому что не обладаю достаточными компетенциями в данном вопросе.

rkit
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2016

nik182 пишет:

Надо только иметь в доступе точный образцовый прибор. Один раз настроили - установили коэффициенты и всё. Даже при не точных резисторах имеем точный результат.

Типичная идея неуча. Дешевые резисторы нестабильны.

Алексей К
Offline
Зарегистрирован: 10.12.2020

А если взять дорогие?)