Fragen aus einer Stromregel- und Messschaltung

In meiner vorherigen Frage habe ich nach einfachen Topologievorschlägen zur Regelung hoher Ströme (um 10 A) gefragt, insbesondere für Widerstandsheizelemente im Bereich von 1 ... 10 Ohm. Ich kam zu dem Schluss, einen MOSFET zu verwenden, der über ein PWM-Signal vom Mikrocontroller gesteuert wird, da das PWM-Tastverhältnis linear zur Leistung des Heizelements ist (ich denke, die gleiche Linearität für die Temperatur).

Und jetzt, nachdem ich einige Messwerte über die Bedeutung des gemessenen Stroms gemacht habe, möchte ich den Strom durch das Heizelement messen und diese Informationen an den Mikrocontroller zurücksenden. Also beschloss ich, die Spannung darüber zu messen und diese dann durch den Widerstandswert zu teilen (unter Vernachlässigung der Toleranz des Heizelements) und eine Schätzung für den Strom usw. zu erhalten.

Bevor ich dies auf ein Perfboard löte, wollte ich Ihre Meinung zu der folgenden Schaltung haben, die ich bisher modifiziert habe:

Und bevor wir ins Detail gehen, hier sind LTspice-Simulationsdiagramme für den Strom durch das Heizelement, die Momentanleistung und die durchschnittliche Leistung des MOSFET und die endgültige Ausgangsspannung an den MCU-Eingang:

(Linksklick um es besser zu sehen)

Ich möchte von links nach rechts gehen:

Das Steuersignal ist ein 0...5V 490Hz PWM-Signal von einem Mikrocontroller-Pin.

Eine 12-V-10-A-SMPS-Stromversorgung wird für einen maximalen PWM-Strom von 0 bis 8 A durch das Element verwendet. C4 und C1 sind für Rauschen in der Versorgung.

Q1 Q2 sind invertierende Logik. Dies liegt daran, dass der MOSFET gesättigt werden soll, wenn das Steuersignal eingeschaltet ist. Ich könnte auch einen Logik-MOSFET verwenden, aber ich weiß nicht, ob IRL3903 ein Logik-MOSFET aus dem Datenblatt ist. Ich weiß nicht, welcher Parameter einen MOSFET zu einem logischen MOSFET macht. Hat das etwas damit zu tun, dass die Gate-Source-Spannung weniger als 5 V beträgt? Ich habe keine Ahnung, also habe ich mich entschieden, diesen NPN-Wechselrichtertreiber zu verwenden, um ihn für jeden Leistungs-MOSFET nutzbar zu machen.

In einigen Beispielen habe ich gesehen, dass sich zwischen dem Gate des MOSFET und Masse ein 20k-Widerstand befindet. In der Simulation fand ich es nicht notwendig, aber ich bin mir nicht sicher, ob es nötig ist.

Und für den Messteil habe ich mich entschieden, einen LM358 in einer anderen Verstärkerkonfiguration zu verwenden (ich bin mir nicht sicher, ob es in der Praxis ein guter Operationsverstärker für diese Anwendung ist). Die Spannung am Heizelement ist für den Mikrocontroller zu hoch und wird wegen des Spannungsabfalls am MOSFET nicht auf Masse gezogen. Wenn ich es zwischen der Quelle und der Erde überbringe, bekomme ich weniger Strom. Also brauchte ich eine negative Verstärkung, was bedeutet, dass 12 V weniger als 5 V betragen. Ich erhalte also einen Gewinn von R4/R1=R3/R2=0,33. Der Grund, warum ich keine invertierende Operationsverstärkerkonfiguration verwendet habe, ist, dass ich ein einzelnes Netzteil verwende und invertierende Operationsverstärker eine niedrige Eingangsimpedanz haben. Und ich habe auch keinen nicht invertierenden Operationsverstärker verwendet, weil ich, wie ich damals erwähnt habe, das Heizelement zwischen der Quelle und der Erde überbrücken muss.

Eine meiner Fragen ist, dass der Gewinn, den ich anstrebe, R4/R1=R3/R2=0,33 ist. Aber die Widerstände sollten angepasst werden. Was bedeutet das? Würden hier Widerstände mit einer Toleranz von 1% für ungefähre Messungen ausreichen (da ich keine kleinen Spannungen mit mV-Pegel messe)?

Und schließlich habe ich dem MCU-Eingang vorsichtshalber einen 4,7-V-Zener hinzugefügt. (Wäre es gut, direkt davor einen 100-Ohm-100n-Tiefpassfilter hinzuzufügen?)

Ich würde mich freuen, Ihre Meinungen oder größere Fehler mit dieser Schaltung zu haben.

BEARBEITEN:

Mir wurde vorgeschlagen, keinen Differenzverstärker und eine Single-Ended-Operationsverstärkerkonfiguration zusammen mit einem niedrigen Widerstand auf mOhm-Ebene zu verwenden. Ich habe versucht, eine nicht invertierende Konfiguration zu verwenden. da ich eine Einzelversorgung habe.

Aber ich bekomme eine verzerrte Ausgabe, wenn ich eine nicht invertierende Konfiguration verwende. Hier ist die modifizierte Schaltung mit LM358: Und die Diagramme für den Eingang (nicht invertierender Eingang / blaues Diagramm) und den Ausgang des Operationsverstärkers:

Und hier ist ein ähnliches Problem mit einem anderen Operationsverstärker LMC6482:

Grundsätzlich muss die Verstärkung (1 + R3/R7) sein.

Das PWM-Signal ist jedoch verzerrt (wie ein tiefpassgefilterter Impuls) und geht nicht auf Masse, wenn der Eingang Null ist.

Wie kann ich dieses Problem beheben?