Какие причины погрешностей у изм. схем на ОУ ?

Вид для печати

18.03.2009, 08:04
Ho66it

Вложений: 1

Какие причины погрешностей у изм. схем на ОУ ?

Помогите пожалуйста с разработкой схемы и расчетами.
Предназначена для измерения сопротивления, по измеренным значениям тока и напряжения.
Значение сопротивления вычисляю по закону Ома, т.к. измеряю ток через нагрузку и напряжение на нагрузке.
Но погрешность получается большая - более 10% и чем больше значение сопротивления - тем больше погрешность.
Коротко про схемку на DA 1 - повторитель напряжения.
DA2-DA4 преобразователь ток-напряжение. Инвертор на DA2 нужен для того, чтобы вычитать из результата преобразования ток-напряжения, опорное напряжение. Опорное напряжение меняется (в некоторой зависимости от значения сопротивления нагрузки). Значение сопротивление нагрузки меняется от 50 до 500 кОм.
Объясните пожалуйста как вычислить значение сопротивления нагрузки?
Нужен алгоритм рассчета.
Или причины по которым возникают погрешности.
18.03.2009, 09:55
RU3AX

Цитата:

Сообщение от Ho66it

Помогите пожалуйста с разработкой схемы и расчетами.
Предназначена для измерения сопротивления, по измеренным значениям тока и напряжения.
Значение сопротивления вычисляю по закону Ома, т.к. измеряю ток через нагрузку и напряжение на нагрузке.
Но погрешность получается большая - более 10% и чем больше значение сопротивления - тем больше погрешность.
Коротко про схемку на DA 1 - повторитель напряжения.
DA2-DA4 преобразователь ток-напряжение. Инвертор на DA2 нужен для того, чтобы вычитать из результата преобразования ток-напряжения, опорное напряжение. Опорное напряжение меняется (в некоторой зависимости от значения сопротивления нагрузки). Значение сопротивление нагрузки меняется от 50 до 500 кОм.
Объясните пожалуйста как вычислить значение сопротивления нагрузки?
Нужен алгоритм рассчета.
Или причины по которым возникают погрешности.

Для подобных измерений Вам надо иметь стабилизатор тока через измеряемое сопротивление (его стабильность будет определять точность измерений) и вольтметр с высокоомным входом (он будут определять верхний предел измерения).
18.03.2009, 16:22
Ho66it

Цитата:

Сообщение от RU3AX

Для подобных измерений Вам надо иметь стабилизатор тока через измеряемое сопротивление (его стабильность будет определять точность измерений) и вольтметр с высокоомным входом (он будут определять верхний предел измерения).
__________________
Борис

Да, я знаком с этими методами измерений. Используется либо стабилизатор тока, либо стабилизатор напряжения. К сожалению, я не могу использовать эти методы. Мне нужно измерять сопротивление при различных значениях тока и напряжения. И мне нужна адекватная методика рассчета сопротивления по результатам, полученным именно этой структурой.
18.03.2009, 17:16
KulibinV

Цитата:

Сообщение от Ho66it

Помогите пожалуйста с разработкой схемы и расчетами.
Предназначена для измерения сопротивления, по измеренным значениям тока и напряжения.
Значение сопротивления вычисляю по закону Ома, т.к. измеряю ток через нагрузку и напряжение на нагрузке.
Но погрешность получается большая - более 10% и чем больше значение сопротивления - тем больше погрешность.
Коротко про схемку на DA 1 - повторитель напряжения.
DA2-DA4 преобразователь ток-напряжение. Инвертор на DA2 нужен для того, чтобы вычитать из результата преобразования ток-напряжения, опорное напряжение. Опорное напряжение меняется (в некоторой зависимости от значения сопротивления нагрузки). Значение сопротивление нагрузки меняется от 50 до 500 кОм.
Объясните пожалуйста как вычислить значение сопротивления нагрузки?
Нужен алгоритм рассчета.
Или причины по которым возникают погрешности.

Какой тип входных транзисторов DA 1 ? Можно предположить , что её входное сопротивление (точнее , входной ток) подгружает источник измерительного сигнала
(DA2)с выходным сопротивление 9k1.

Да и вообще для измерения небольших сопротивлений 50 Ом - 10 кОм сопротивление
источника сигнала (DA2) в 9к1 очень велико , метрологически это неверно .

Попробуйте выход оперов DA2 и DA3 (до петли ОС) забуферить пушпульниками , а резисторы R3 R5 R6 9к1 заменить .....
ну например на 91 [Ом] (2 Вт). Да , и R7 тогда надо уменьшить до 2к2

PS Правила хорошего тона рекомендуют между неинвертирующим входом DA3 и землей включить резистор с номиналом
R4//R2 (680 к //680к (итого 360к ) ) а межу источником опоры и неинвертирующим входом DA2 R1//R3 () // (итого сами посчитаете)

PPS Кстати , рост погрешности на больших сопротивлениях указывает именно на шунтирование DA2 входным током DA1
18.03.2009, 17:54
RU3AX

Цитата:

Сообщение от Ho66it

Да, я знаком с этими методами измерений. Используется либо стабилизатор тока, либо стабилизатор напряжения. К сожалению, я не могу использовать эти методы. Мне нужно измерять сопротивление при различных значениях тока и напряжения. И мне нужна адекватная методика рассчета сопротивления по результатам, полученным именно этой структурой.

Ну тогда другой лобовой метод. Ток измеряется на токовом резисторе (благо надо контролировать довольно высокоомные резисторы). Напряжение измеряется на исследуемом резисторе. Дальше аналоговое деление (закон Ома).
20.03.2009, 06:16
Ho66it

Цитата:

Ну тогда другой лобовой метод. Ток измеряется на токовом резисторе (благо надо контролировать довольно высокоомные резисторы). Напряжение измеряется на исследуемом резисторе. Дальше аналоговое деление (закон Ома).

Ну я именно так и поступаю)
R3 - "токовый резистор"
DA1 - повторитель напряжения

Цитата:

Какой тип входных транзисторов DA 1 ? Можно предположить , что её входное сопротивление (точнее , входной ток) подгружает источник измерительного сигнала
(DA2)с выходным сопротивление 9k1.

ОУ все - AD822А, надеюсь что полевые) не знаю.
А как оценить значение входного тока? Поскольку токи через нагрузку очень малы (от 10 микроампер) наверняка они влияют. И они наверняка меняются с изменением значения измеряемого сопротивления

Цитата:

Да и вообще для измерения небольших сопротивлений 50 Ом - 10 кОм сопротивление
источника сигнала (DA2) в 9к1 очень велико , метрологически это неверно .

Попробуйте выход оперов DA2 и DA3 (до петли ОС) забуферить пушпульниками , а резисторы R3 R5 R6 9к1 заменить .....
ну например на 91 [Ом] (2 Вт). Да , и R7 тогда надо уменьшить до 2к2

PS Правила хорошего тона рекомендуют между неинвертирующим входом DA3 и землей включить резистор с номиналом
R4//R2 (680 к //680к (итого 360к ) ) а межу источником опоры и неинвертирующим входом DA2 R1//R3 () // (итого сами посчитаете)

PPS Кстати , рост погрешности на больших сопротивлениях указывает именно на шунтирование DA2 входным током DA1

По поводу сопротивлений нагрузки ОШИБКА от 50 КОм до 500 КОм) Извините)
Поэтому и номиналы резисторов побольше взял, чтоб токи входные уменьшить и погрешность коэф. усиления уменьшить.
Про пушпульники не понял.
Правила хорошего тона - подумаю) попробую поставить резюки. А они смещать землю не будут? входной ток + падение напряжения на этих резисторах?
20.03.2009, 10:39
RU3AX

Цитата:

Сообщение от Ho66it

Ну я именно так и поступаю)
R3 - "токовый резистор"
DA1 - повторитель напряжения

А что Вам тогда помешало просто подать напряжение на исследуемый резистор и измерять на на включенном последовательном токовом ток?
20.03.2009, 11:08
KulibinV

Цитата:

Сообщение от Ho66it

ОУ все - AD822А, надеюсь что полевые) не знаю.
А как оценить значение входного тока? Поскольку токи через нагрузку очень малы (от 10 микроампер) наверняка они влияют. И они наверняка меняются с изменением значения измеряемого сопротивления

Полевые , но с p-n переходом .Входное сопротивление около 20 MOm
Попробуйте тип B. Они раза в 2 лучше .
А еще лучше - найдите опер для DA1 c входом на MOSFET

Цитата:

Сообщение от Ho66it

Про пушпульники не понял.

после выхода опера (до выхода на ОС) врезать двухтактный каскад на
комплементарных транзисторах , даже без диодов смещения , они не нужны ,
ступеньку срежет обратная связь, и уже с его выхода подать на обратную связь .
Увеличивает мощьность выхода и позволяет ставить резисторы нагрузки малых номиналов .

Цитата:

Сообщение от Ho66it

Правила хорошего тона - подумаю) попробую поставить резюки. А они смещать землю не будут? входной ток + падение напряжения на этих резисторах?

Наоборот , они уменьшают составляющую смещения от входного тока
25.03.2009, 06:00
Ho66it

Заменил резисторы R2 и R4 на 62 кОм - погрешность стала заметно меньше. Не понял почему, входное сопротивление инвертора на DA3 наоборот уменьшилось? Т.е. если раньше погрешность была порядка 7-10% то сейчас она 1-2%.
Между неинвертирующим входом DA3 (еще DA4) и землей поставил сопротивления, погрешность тоже уменьшается, но очень незначительно.
25.03.2009, 20:03
Ho66it

Цитата:

А что Вам тогда помешало просто подать напряжение на исследуемый резистор и измерять на на включенном последовательном токовом ток?

Ну фактически R3 - является токовым. Ток через сопротивление нагрузки почти равен току через это сопротивление, за вычетом входного тока DA2.
Можно и последовательно включить, тогда нужно использовать инструментальный усилитель, для измерения напряжения на этом резисторе. Такой вариант тоже рассматривал)