Разрабатываю вольтметр

**Napster7c6** · 11.04.2010, 21:51

Привет, пытаюсь разработать вольтметр, универсальный, с диапазонами от 0 до 0,1 ; 1; 10; 100; 1000В (плюс переменка до 10 кГц), погрешность 0,01% в идеале

Возникла проблема с входным устройством: если АЦП на вх принимает 0-2 В, то на Uвх 0 - 10; 100; 1000В надо делитель, но если делать на сопротивлениях - будет большая погрешность...что можно еще попробовать?

заранее спасибо )
(4 курс НГТУ)

**UT8IA** · 11.04.2010, 21:58

Погрешность - относительна - при большем коеффициенте деления - больший допустимый разброс - в конечном итоге определится качеством калибровки делителя .

**Napster7c6** · 11.04.2010, 22:57

а можно немного подробнее?..
на примере : на входе делителя - 1кВ, делитель - два сопротивления грубо 998к и 2к, снимаю выходное с 2к и подаю на ацп,
если у 998к погрешность 0,5 %, то это больше чем второе сопр...

**UT8IA** · 11.04.2010, 23:07

Постараюсь обьснить , что имел в виду :
Погрешность измеряется в процентах.
0,01% на пределе измерений 1 вольт - это 100 микровольт .
0,01% на прделе 1кВ - это 100 милливольт .
тут проблем нет , я думаю .
Так вот - вам по большому все равно какие допуски будут у резисторов в делителе - вы ведь будете его калибровать по эталону . Вот там все ваши допуски устранятся. Насколько качественно настроите , насколько хорош эталон - таким и будет результат.
При разговоре о 0,01 % в измерениях - нужно задумыватся уже о дискретности вашего АЦП (какой у него шаг квантования) , стабильности питания вашего вольтметра и т.д. - на практике возможно масса нюансов.
А вообще метрология- отдельная наука.

**Napster7c6** · 11.04.2010, 23:49

ацп встроенный в мк, 16 битный, 1мспс, если учесть максимальную нелинейность в 2 бита - остается 14, как я понимаю шаг квантования - 2/14=0,14..

Добавлено через 1 минуту
спасибо за пояснения с резисторами)

**UT8IA** · 12.04.2010, 00:05

+ еще 1 бит на знак забираем, итого у нас динамический диапазон - 13 бит .
2 в степени 13- это 8192 - это столько различных состаяний может воспринять АЦП .
Теперь берем 1 делим на 8192 и умножаем на 100% = 0,012%
Это будет погрешность вызванная округлением квантования - это теоритеческий порог с таким АЦП , практический - не скажу.
Хотя на самом деле метрология - это отдельный лес и я не ручаюсь за приведенные выкладки .

**EU1ME** · 12.04.2010, 01:15

Сообщение от Napster7c6

ацп встроенный в мк, 16 битный, 1мспс

не C8051F06x случаем?

**Napster7c6** · 12.04.2010, 03:16

ага, скорее всего 61))

**Napster7c6** · 12.04.2010, 09:25

а стандартную обвязку лучше брать в даташитах? если в схеме есть операционники, то начинать с них обвязывать? (в схемах усиления и выпрямления)

**EU1ME** · 12.04.2010, 11:28

Погрешность резистивного делителя побоку, как и написали выше - откалибруем на эталоне. Потом умножим на калибровочные коэф-ы. Желательно еще калибровать при двух-трех различных температурах и при измерениях высчитывать эти коэф-ы для окружающей температуры, благо встоенный термодатчик в этих контроллерах имеется.
Такой шустрый ацп, так понимаю, для прямой оцифровки переменки нужен, а потом уже высчитывать RMS, peak и прочее?

ПС Прочел про выпрямление - тогда мое предположение по переменке неверно. Посмотрите еще на F35х серию... а также на последние F50х - там хоть и 12бит, но есть PGA специально для юстировки результата. Остальные биты разрядности можно довести накоплением, для этого там тоже есть пару фич (аппаратный накопитель). Именно так сейчас у меня сделано - цифрую 12битным ацп и потом усреднение 256 результатов. Правда для моего приложения этого недостаточно, поэтому перехожу на внешний 20-24битный ацп от LTC.

**Napster7c6** · 12.04.2010, 13:34

по идее планируется включить в схему выпрямитель, но с возможностью измерять через него или мимо(те переменку), так что ацп нужно такое

**Dimon50002004** · 13.04.2010, 16:09

Главное обратите внимание на нелинейность резистров. Например, те же МЛТешки работаю нормально вольт до 50, а потом начинается загиб. померить с точностью до сотен микровольт не проблема совсем

**приус** · 13.04.2010, 18:04

Млт-шки в вольтметре с 0.01-это круто.На шнобелевскую премию тянет.

**Dimon50002004** · 13.04.2010, 20:04

Об том и речь. и проволочные тоже не покатят. во всяком случае не для высокого напряжения. мой вам совет не делайте полностью универсальную вещь. сделайте лучше несколько, заточенных под свое.