AC-Widerstandsmessschaltung

Ja, weil ich die elektrische Leitfähigkeit einer Flüssigkeit messe, die, wenn sie mit einer Gleichspannung hergestellt wird, eine Polarisation der Ionen verursacht und die Messung unbrauchbar macht.

OK, das ist interessant zu wissen. Es gibt mehrere Gründe, Wechselstrom zum Messen eines Widerstands zu verwenden: zum Beispiel um Offset/Drift auf Null zu setzen oder verschiedene Arten von Rauschen zu ignorieren.

In Ihrem Fall ist der Zweck ein anderer, es soll Korrosion verhindern. Hier sind einige Tricks, die Sie anwenden können:

• Schalten Sie den Messstrom nur ein, wenn tatsächlich gemessen wird. Da sich die Leitfähigkeit nicht sehr schnell ändert, müssen Sie, wenn Sie beispielsweise 100 Abtastungen pro Sekunde wünschen, nur den Strom einschalten, messen und dann ausschalten.

• Sie können den Strom einschalten, eine Messung durchführen (in diesem Fall nicht mit Wechselstrom) und dann den Strom für die gleiche Zeit umkehren, um Korrosion an den Elektroden zu verhindern, jedoch ohne zu messen. Oder Sie messen in beiden Stromrichtungen.

Die einfachste Wellenform, die mit einem Mikro erzeugt werden kann, ist ein Quadrat/Rechteck. Dies kann auch mit dem ADC des Mikros synchronisiert werden. Sie können also Folgendes tun:

• Strom einschalten, positive Polarität
• Warten Sie, bis sich der Operationsverstärker stabilisiert hat
• Beispiel-ADC
• Strompolarität umschalten
• Warten Sie, bis sich der Operationsverstärker stabilisiert hat
• Beispiel-ADC
• Strom abschalten

Ihre Messung ist die Differenz zwischen beiden ADC-Messwerten. Dies entfernt auch jeglichen Offset/Drift in Ihrer Signalkonditionierung, was schön ist.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Hier ist ein Beispiel. Ich benutze hier keine Brücke. Wir haben eine Konstantstromquelle mit bekanntem Wert (sollte der Mindeststrom sein, um eine ausreichend gute Messung zu liefern) und einige analoge Schalter (z. B. CMOS-Schalter), die diesen Strom in Wechselstrom umwandeln und ihn in den zu messenden Widerstand einspeisen. Diese Schalter werden vom Mikro gesteuert.

Dann misst ein Instrumentenverstärker (kein Operationsverstärker) die Spannung am Widerstand, während der bekannte Strom durch ihn fließt. Dies ignoriert den Schaltwiderstand. Außerdem kann die 4-Draht-Kelvin-Messung verwendet werden, um den Drahtwiderstand zu ignorieren, was schön wäre, wenn Sie niedrige Widerstände wie 1 Ohm messen möchten.

Der INA sollte ein Modell sein, dessen Ausgangsnullwert eingestellt werden kann, beispielsweise die Hälfte der ADC-Referenz, wenn seine Eingangsspannung Null ist. Da uns die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen interessiert, spielt der Nullwert des INA keine Rolle, er wird abgezogen, solange er zwischen den Messungen stabil ist.

Die Verwendung eines INA mit Verstärkung ermöglicht die Verwendung eines niedrigen Stroms. Die Wechselspannung und die Subtraktion aufeinanderfolgender Abtastungen reduzieren auch das 1/f-Rauschen.

Ich weiß, dass diese Frage schon lange tot ist, aber nur als Referenz gibt es speziell entwickelte ICs zum Messen des Wechselstromwiderstands für solche Anwendungen. Schauen Sie sich den AD5933 an . Es verfügt über einen eingebauten DDS-Signalgenerator und ADC und gibt Impedanzwerte direkt über einen digitalen Bus aus.

Zu Ihrer Frage "Wie macht man am besten ein Wechselstromsignal" ... Das einfachste "Wechselstromsignal" ist eine Sinuswelle, die bereits in Ihrer Steckdose vorhanden ist und bei direkter Verwendung ziemlich gefährlich ist ... Verwenden Sie einen Netztransformator mit 120 VAC primär und 24 VAC mit einem Mittelabgriff, der Ihnen 12 und 24 VAC liefert, wenn es Ihnen nichts ausmacht, 60 Hz zu verwenden. Schließen Sie es an einen Variac (variabler Transformator) an und erhalten Sie alles zwischen 0 und 24 VAC, oder Sie können einen beliebigen Leistungstransformator mit einer geeigneten Sekundärspannung verwenden. Ziemlich genau und überall in den USA sehr wiederholbar. Der Transformator sorgt für die erforderliche Isolierung, damit niemand einen Stromschlag erleidet (VERWENDEN SIE DEN VARIAC NICHT allein. Er bietet keine Isolierung und kann einen Stromschlag verursachen).