Strommessung, Instrumentierung oder Differenzverstärker?

Ich möchte den Strom an der hohen Seite der Schaltung mit einer Genauigkeit von 0,1 mV mit einem 16-Bit-ADC messen. Um den Spannungsabfall über einem 1%-Widerstand von 100 mΩ zu erfassen, muss ich einen Operationsverstärker verwenden, der billig und einfach zu implantieren ist.

Ich habe zwei geeignete Chips gefunden, AD620 In-Amp oder AD8628 Nulldrift-Operationsverstärker, konfiguriert als Differenzverstärker mit handangepassten 1% Widerständen, beide von analogen Geräten und recht günstig.

Der AD8628 ist dreimal billiger als der AD620, also dachte ich, ich könnte zwei AD8628 bekommen und die Spannung auch mit der gleichen Genauigkeit messen. aber da ich wenig bis gar keine Erfahrung habe, kann ich nicht wirklich sagen, welches mir das Ergebnis liefern wird, das ich suche.

Wann müssen wir den Instrumentenverstärker dem Differenzverstärker vorziehen und welcher ist für dieses spezielle Projekt besser geeignet?

Nebenfrage; Wenn ich die 1%-Widerstände des Differenzverstärkers einzeln mit DMM anpasse, kann es so genau sein wie 0,1%-Widerstände?

Wie hoch ist die High-Side-Spannung?
Welche Bandbreite möchten Sie messen? Was ist ein handabgeglichener Widerstand? Du brauchst drei diff. opamp, um einen In-Amp zu machen. 1% Widerstände sind um mindestens 0,5% ausgeschaltet, sie können nicht 0,1% betragen.
@ Mattman944 ​​Was meinst du? Der Shunt wird auf der positiven Leitung sein.
@MarkoBuršič Ich werde die 1% Widerstände einzeln messen, um sie zusammenzubringen. Kann ein Differenzverstärker nicht den Strom messen? Warum muss es In-Amp sein?
Ich denke, dass Sie den AD620 verwenden sollten. Aber ohne die Schaltungsparameter zu kennen, gibt es keine Möglichkeit, sicher zu sein. Sie müssen zwei Schaltkreise auswählen und mit der Analyse beginnen. Was ist der Gewinn? Welche Spannung hat die positive Leitung? Es ist wichtig für die CMRR-Berechnung. Bei 10 V wird Ihr Design schwieriger als bei 3,3 V.
Können Sie bitte den Strom angeben, den Sie messen möchten (Maximum), die Spannung und die ADC-Referenz / Vollskalenspannung?
@ Mattman944 ​​Der maximale Strom beträgt 1 A über 100 mΩ. Der Widerstand beträgt 100 mV mit einer Verstärkung von 50 und gibt 5 V für 1 A Strom aus. Die Spannung auf der positiven Leitung beträgt 0-20 V. Die ADC-Referenzspannung beträgt 5 V (LM4040).
@sgt_johnny Siehe Kommentar oben bitte.
Wenn Sie auf der hohen Seite messen, beachten Sie, dass die maximale Eingangsspannung für den AD620 (+Vs-1,2) beträgt, sodass bei einer 5-V-Versorgung die maximale Eingangsspannung 3,8 V betragen würde. Es kann sich lohnen, einen Differenzverstärker wie den AD8202 in Betracht zu ziehen, von denen viele maximale Eingangsspannungen >= Versorgungsspannung haben
Wenn Ihre positive Leitung 20 V betragen kann, können Sie den AD620 nicht verwenden. Das Vs max beträgt 18 V und Sie müssen 1,2 weniger als das sein (wie Yellow Yeti betonte). sgt_Johnnys Antwort sieht wirklich gut aus.
@ Mattman944 ​​Das sind ± 18 V, nicht 18 V!
@YellowYeti Die Versorgungsspannung des Operationsverstärkers beträgt 24 V / -5 V, sodass die Eingangsspannung kein Problem darstellt.
Verwenden Sie so etwas wie einen WCS2801 - Hall-Effekt-Stromsensor - winson.com.tw/Data%20Sheet/WCS2801.pdf . Dadurch erhalten Sie eine weitere Isolationsebene, und Sie müssen sich keine Gedanken über Gleichtaktspannungen machen andere Dinge. Dank mir später.

Antworten (1)

Für dieses spezifische Projekt, das aktuell Sinn macht, wäre die beste Option, einen Stromrichtungsverstärker auszuwählen. Diese Verstärker sind genau für die gewünschten Anwendungen ausgelegt.

Schauen Sie sich zum Beispiel LTC6102 an , Seite 22 zeigt ein Beispiel zum Ansteuern eines 16-Bit-ADC. Die Berechnungen können geändert werden, um einen 100-mOhm-Widerstand zu unterstützen.

Wenn Sie LM4040 als ADC-Referenz verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie den „A-Grade“-Teil mit 0,1 % Toleranz erhalten, was 0,5 mV entspricht. Die Teile mit mehr als 0,2 % Toleranz werden Ihre Genauigkeit bereits um 1 mV verringern.

Danke, aber ich habe nicht nach Alternativen gefragt und LTC6102 ist ein teurer Chip. Meine Frage ist: Wann müssen wir einen Instrumentenverstärker gegenüber einem Differenzverstärker wählen und welcher ist für dieses spezielle Projekt besser geeignet?
Wenn Sie dies selbst bauen möchten, wäre die Wahl ein Operationsverstärker. Üblicherweise sind Instrumentenverstärker für Anwendungen mit sehr hoher Präzision vorgesehen, wo eine laute Umgebung vorhanden ist und wo Sie große Gleichtaktsignale haben (z. B. Stromleitungsrauschen). Nicht unhöflich gemeint, aber nach dem Lesen der Frage sieht es so aus, als würde es eine steile Lernkurve sein, um dies zu erkennen. Außerdem ist ein 16-Bit-ADC für diese Schaltung nicht die optimale Wahl, da beispielsweise 12 Bit mehr als ausreichend wären.
Strommessung, Instrumentierung oder Differenzverstärker?
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