Высокоомный вход мультиметра :: Форумы техгруппы TEGIR

Международная объединенная техническая группа
исследований и разработок
ТЕГИР

Дружественные исследовательские группы:

Форумы TEGIR.RU: Форум Технические вопросы и ответы :

Тема: Высокоомный вход мультиметра

Значится так, нужна СРОЧНАЯ помощь. Дело касается эксперимента по изменению РН воды. Дело в том, что электрод выдет показания в милливольтах, а принимается логером-мультиметром у которого не высокоомный вход. Следовательно - мультиметр с датчика мерит не показания а погоду на луне..
Необходимы соображения по высокоомной развязке. Оригинальных значений по входам от промышленного РН-метра для этого датчика я не знаю, потому придется подбирать. По возможности, может поконсультироватся у знакомых студентов, имеющих дело с РН электродами?.. СРОЧНО.
      1 Влад (2008-09-23, 10:28:02) 0

На сколько я знаю такие датчики выдают напряжение примерно от -0,4 до +0,4 в (хотя это не точно) можешь поставить между ним и логером инструментальный усилитель, вход у него высокоомный на на выходе будет напряжение от 0 до питания.
      2 Phantom (2008-09-23, 13:46:32) 0

Не почтите за дурака, технические термины на русском понимаю не все, небыло опыта. Что такое “Инструментальный усилитель“ ? На каком элементе делается?
      3 влад (2008-09-23, 14:15:27) 0

Это сборка на нескольких ОУ (в классическом варианте 3), представляющая собой дифференциальный усилитель с большим коэффициентом подаваления синфазного напряжения и с большим входным сопротивлением. Посмотри (Instrumentation amplifier) у аналоговых девиц (www.analog.com) или у TI (www.ti.com). А датчик какой (даташит есть?), возможно придется предельно аккуратно еще землю провести, чтобы не было проблем с уровнем сигнала и смещением, вызванным возратными токами.
      4 Crowbar (2008-09-23, 15:02:34) 0

Инструментальный усилитель, это спецовая деталюха, для измерения разности напряжений.
По подробней посмотри тут http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/03_05/stat_28.htm
Какой элемент использовать точно сказать не могу, так как не знаю Ваш радио рынок, а то на советую, а потом прийдется ломать голову где это взять.
      5 Phantom (2008-09-23, 15:10:28) 0

--------
что электрод выдет показания в милливольтах, а принимается логером-мультиметром у которого не высокоомный вход. Следовательно - мультиметр с датчика мерит не показания а погоду на луне..
-------
нет, не совсем так.
Низкоомный вход мультиметра можно считать комбинацией из высокоомного входа и делителя (шунта на самом деле, но не буду морочить голову).

Таким образом, у тебя pH 20 соответствует не 100 милливольт по паспорту, а 50 милливольт.
Ну, в каком-то отношении. (цифры взяты с потолка).

Таким образом, датчик у тебя действует, ты его меришь, но тебе надо составить таблицу соответствий.
Оттарировать то есть.

Скорее всего, этот делитель не пропорциональный, так что тебе нужно взять образцов 5-10 воды с известным значением pH, замерить напряжение твоим мультиметром, отразить на графике и - опа - у тебя есть график соответствия pH воды к показаням данного мультиметра.
Можно работать.
В дальнейшем, естественно, использовать только этот мультиметр, или оттарировать новый.

P.S.
сорри что вчера не ответил - болею, торможу.
      6 Старлинг (2008-09-24, 13:58:57) 0

Правильным решением, все-таки, будет использование инструментального усилителя или хотя бы буфера на одном ОУ, иначе любой незначительный ток, прошедший через сотни Мегаом датчика вызовет значительное падение напряжения (принимая во внимание милливольты самого датчика).
      7 Crowbar (2008-09-24, 17:32:57) 0

P.S: Выздоравливай, Володь )
      8 Crowbar (2008-09-24, 21:03:09) 0

мерить напрямую не годится - очень большие перескоки значений. Наводки даже от того, что кто то приближается к колбе, не смотря на то, что провода все экранированы. Так что надо будет инструментал ставить - кто нить сможет предложить несложную в исполнений схему?

* кстати, эта же схемка очень пригодится при работе с МЕТОДОМ-К, там та же проблема - разнос потенциалов между электродами..
      9 влад (2008-09-26, 10:08:03) 0

у. я с такими чувствительными схемами не работал. Не люблю такие....
Вроде такие операционники мучили Кробар и Дима.
      10 Старлинг (2008-09-26, 12:02:56) 0

Влад, вечером скину схему, я ее как раз для К-метода делал, тока там надо будет резюки пересчитать под твой датчик.
      11 Phantom (2008-09-26, 14:42:31) 0

Вот один из вариантов:

Во-первых, входные RC-фильтры опциональны и предназначены для удаления ВЧ наводок. Во-вторых, как я понял полный диапазон выходных напряжение pH-пробы +/-4В, в таком случае питание у ИУ должно быть не менее +/-6В (можно исползовать две кроны для питания, или взять 12В питание и сделать из него +/-6В). Схема нарисована с исползованием ИУ INA128, можно использовать другой, главное, чтобы он имел малые входные токи смещения и напряжение смещение, потом уже смотреть на шум и т.п. Усиление единичное, другое значение получается с использование резистора на ногах RG- его номинал считается, изсходя из простой формулы в даташите. Можно использовать обычный ОУ, посмотри в даташите на LMC6001 пример с использованием pH-пробы.
      12 Crowbar (2008-09-26, 14:54:36) 0

Можно испоьзовать униполярное питание, если надо- приведу пример схемы.
      13 Crowbar (2008-09-26, 15:07:19) 0

В общем, то Crowbar ответил на вопрос и здесь сложно, что-либо добавить. Единственное, что я не понял Crowbar откуда ты взял +/-4В, мне кажется, там должны быть милливольты.
Как обещал, выкладываю свою схему, правда в железе я ее еще не собирал только обкатывал на симуляторе, так что Crowbar, глянь на всякий случай, мог чего и напутать.
В начальном варианте фильтров на R₅-C₃ и R₄-C₄ нет, и их можно не ставить, но лучше, чтоб было. Коэффициент усиления регулируется резистором R₃, он будет завесить от того какое максимальное напряжение выдает твой датчик посчитать его можно К=2,5/Umax где Umax - максимальное напряжение на датчике в вольтах. Дальше по таблице подбери ближайшее в меньшую сторону и определи сопротивление резистора.

Коэф. Усиления

R₃

2

100 k

5

24.9 k

10

11 k

20

5.23 k

33

3.09 k

40

2.55 k

50

2.05 k

65

1.58 k

100

1.02 k

200

499

500

200

1000

100

      14 Phantom (2008-09-26, 19:45:50) 0

Да, там действительно максимум +/- 400мВ. Перед установкой коэффициента усиления следует внимательно отнестись к диапазону выходных напряжений относительно планки питания. Phantom, желательно поставить С2 между +5В и землей и в правильной полярности. С1 полярность перепутана. На самом деле все электролитические конденсаторы в данной схеме можно спокойно заменить на керамические.
      15 Crowbar (2008-09-26, 21:15:59) 0

Спасибо, схему переделал, теперь на рисунке должен быть правильный вариант
      16 Phantom (2008-09-27, 09:29:11) 0

И еще: конденсатор фильтра, что на инвертирующем входе тоже поставлен в неправильной полярности. К тому же я не советую использовать электролиты (С4, С3) в прецизионных цепях, так как у них ощутимый ток утечки.
      17 Crowbar (2008-09-27, 14:26:04) 0

Танталовые рулят.
только если их неправильно подключать, то.. :)))
      18 Starling (2008-09-27, 18:48:04) 0

И чем тантал лучше керамики, кроме как по соотношению объем/емкость? =))) Сейчас керамика (X7R, NP0) очень хороша: стабильность, маленькое еквивалентное паразитное сопротивление и индуктивность, токи утечки, меньшая абсорбция и нелинейность, малый НЧ шум. Кто-то может сказать про пьезоэффект у керамики, так вот: у NP0 этого эффекта нет по определению, у X7R он очень мал.
      19 Crowbar (2008-09-27, 23:06:07) 0

Ну, у них то же самое, только еще лучше.
В целом, тантал 4 мкФ заменяет электролит 100 мкф.
Да я в общем не агирую, тем более, что цена выше.
      20 Старлинг (2008-09-29, 13:40:13) 0

Тантал и алюминиевый электролитический конденсаторы лучше керамического только с точки зрения больших емкостей и все! Утверждение касательно: “тантал 4 мкФ заменяет электролит 100 мкф“- спорно, в частности на ВЧ.
=)))
      21 Crowbar (2008-09-29, 20:11:05) 0

Вот, развел на скорую руку - проверьте на ошибки. Сегодня попробую навесом собрать схему, вечером подключу к электроду и тогда отпишусь о результатах.

Для желающих подправить, вот ссылка на LAY файл - http://www.necton.lv/modules/newbb_plus/dl_attachment.php?attach_id=143
      22 Влад (2008-09-29, 23:28:26) 0

Самый левый кондер (что C1), лучше поставить между средней точкой и -5 (GND), а не средней точкой и +5 как это сделано при трассировке.
      23 Crowbar (2008-09-30, 00:02:20) 0

На макете перекину кондер навесом, спасибо что перепроверил. Уже собрал, вечером буду играться с подключенным к нему датчиком.

!!!! Единственно что, запитаю его 9 в а не 6 - как расчитвывали. Ну если это так критический, то поставлю стабилизатор 78LO5.
      24 влад (2008-09-30, 10:56:57) 0

а, я у Влада уже отписался.
нашел доку на AD623
По что вы на вывод 5, на Ref, подали напругу с делителя питания, звери вы, а????

теперь остается только запитывать всю схему от блока питания, представляющего собой истоник опорного напряжения... чего у него там ща выход.. 10 ма???
звери, одно слово.
50 рублей пожалели...
      25 Старлинг (2008-09-30, 11:17:57) 0

не знаю, как вы, но я бы, собирая оа операционнике усилитель слабых сигналов, не экономил на прецезиогонных опорниках, причем собирая их по классическим схемам, без умничания, налепил бы керамики через каждый сантиметр, и напихал бы земляные полигоны на плате везде. где можно.
причем грязные, а не чистые.

А то получите, блин, генератор случайных чисел...
Хотя - тоже вариант : ))))
      26 Старлинг (2008-09-30, 11:24:57) 0

Кроу, а электролиты - высыхают * показывает язык*
И танталы куда как лучше относятся к механическим нагрузкам. Из-за конструктива.
Мне-то намного больше приходится делать стабилизаторы на 5 вольт, так что я в них четко перешел с электролитов на танталы.
К тому же старение.

П.С. против керамики ничего не имею.
Толкьо против электролитов в цепях питания. Задолбали.
      27 Старлинг (2008-09-30, 11:28:06) 0

Так, ну сварганил платку, симпотичная получилась. Поскольку логгер питается стационарно, сделал раздвоитель питания под разъем КРОНЫ, на него же засунул 78LO5 для пяти вольт запитки схемы.

Включил. Без датчика правда но вот что смущает - на выходе с шестой ноги и землей 2,85 вольта - это нормально? Или где то просчитались?
      28 влад (2008-09-30, 12:26:32) 0

По порядку.
1) Старлинг, алюминиевые электролиты нах, я их сам не использую.
2) Necton использует AD623? Вполне нормальная штука, для данного приложения с запасом. Никакого генератора случайных чисел тут нет, не думаю, что понадобиться смотреть сигнал напряжением меньше 1мВ. Резистивный делитель- самое простое решение получения средней точки (причем относительной).
3) Устройство же используется в стационаре, в помещении: нет заметных колебаний температур. Правильно, что схему запитал от стабилизатора.
4) 2.85 вольта- так и должно быть. Это полученная средняя точка, она же новая земля, т.е выход с ИУ смотри относительно этой точки.
5) По большому счету эта схема не прецизионная, нет тут таких малых напряжений, для которых надо трассировать земляной полигон, вводить защитные кольца и использовать управляемый потенциал на экране кабеля.
      29 Crowbar (2008-09-30, 13:41:05) 0

как это нет? милливольты ловим же!
чут поплыл стабилизатор, на полвольта - есть изменение на датчике 500 милливольт. нет разве?
или там дифференциальность все компенсирует?
      30 Старлинг (2008-09-30, 14:06:51) 0

Для милливольт хватит самой структуры дифференциального усилителя, тем более, что питание малошумящее.
Да, изменение будет, так как смещается средняя точка. При стабильной температуре и нагрузке после прогрева 78l05 должен держать 1-3мВ, при условии постоянства входного напряжения. Поэтому перед использованием схемы надо замкнуть входы ИУ на землю, снять показание смещения и потом эту величину вычитать из результата.
      31 Crowbar (2008-09-30, 17:10:00) 0

эээээ.... я, конечно. дико извиняюсь..
но не пробовали ли вы подключить вольтметр к 78l05, дать ему нагрузку и подержать сутки, запоминая минимальное и максимальное напряжение?

попробуйте... будете непрятно поражены.
термозависимость у него - ой-ой...
как датчик температуры мог бы работать. если бы на него не действовала еще куча факторов.
----
я про это. не помешает?
      32 Старлинг (2008-10-01, 10:54:49) 0

В помещении уход температуры вряд ли составит пару градусов, если специально сквозняки не устраивать и прочее =) Далее, коэффициент усиления не влияет на среднюю точку. Простой способ проверить как себя ведет система я уже описал: замкните входы ИУ на землю и логгер включите- там и посмотрим. Хотя конечно же так смещение на подают, проблемы:
а) В нестабильном питании, как уже замечено. Надо использовать ИОН.
б) В отуствии повторителя между делителем и референсным входом ИУ, это вносит ошибку в подавление синфазного напряжения.
      33 Crowbar (2008-10-01, 13:57:17) 0

можно еще термопару подключить - и проверить.
чай, термопары все описаны досконально.

В общем, понятно... опять имеем кучу факторов, могущих повлиять на результат.
че делать, когда будет результат?
опять филькина грамота, потмоу что масса неучтенных факторов?
      34 Старлинг (2008-10-01, 14:35:06) 0

Не все так страшно, поставь ИОН вместо стандартного линейного стабилизатора и в делитель резюки желательно 1%, повторитель после делителя. Результаты будут стабильными и достоверными (обратите еще внимание на резистор, который усиление устанавливает у ИУ, надо знать его сопротивление как можно точнее). Если используете экранирование, то экран подводите к общей точке (желательно в данном случае к ноге Vss- та на которой общий провод висит). При включении надо не полениться и, опять я повторюсь: дать прогреться прибору, откалибровать его по смещению (замкнув входы на нулевой потенциал, достаточно просто между собой и сняв показание).
      35 Crowbar (2008-10-01, 14:55:41) 0

кроу, ты уже накололся, рисуя схемы “по профессиональному“.
Фиг повторишь.
Начерти ее “для дураков“: без умничаний и общих шин, котоыре ты ждешь, что будут “всем понятны“.

я вот не понял, кстати, откуда на твоей схеме в посте 12 брать аналоговую землю...
для тебя это очевидно, а для многих - нет.
      36 Старлинг (2008-10-01, 15:56:13) 0

корчое. элементы - и какие ноги у них как соединять!
      37 Старлинг (2008-10-01, 16:05:55) 0

Эм, когда это я накололся =)

      38 Crowbar (2008-10-01, 17:08:07) 0

AGND - это кто?
почему она А-GND, если общая земля?
: ))))

о, красота. Люблю опорники...
а у REF02 вроде ток 1,8 мА максимальный - этого хватит для схемы?
как-никак 2 операционника, да и на мультиметр сколько-то надо закачивать...
      39 Старлинг (2008-10-01, 17:19:02) 0

У REF02 1.4 мА ток собственного питания, а в нагрузку она может выдавать до 21 мА. AGND, это то же что и GND, просто в этой точке лучше сделать схождение проводников земли до AD623 включительно и после (“звезда“), поэтому я поставил знак AGND.
      40 Crowbar (2008-10-01, 17:29:10) 0

Ответить:

Подпись:

Если вы Гость, то введите данный код подтверждения:

открыть новую тему

--Техническая Группа Исследований и Разработок ТЕГИР