Überprüfung der Multimeter-Schaltung

Ein paar Kommentare:

• Der von Ihnen verwendete ACS712- Stromwandler hat eine maximale Bandbreite von 80 kHz, unterhalb Ihres gewünschten Zielwerts von 100 kHz.
• Der ACS712 hat außerdem einen aufgelisteten Gesamtausgangsfehler von +/-1,5 % bei nominal 25 Grad C; Temperaturänderungen verschlimmern dies. Wenn das Rauschen niedrig genug ist und Sie über die Ausrüstung verfügen, um den Fehler zu messen, können Sie dies möglicherweise in der Software berücksichtigen, um eine Genauigkeit von mehr als 1% zu erzielen, aber ich würde nicht erwarten, dass es einfach funktioniert.
• Gleiches gilt für die ADC-Genauigkeit des DUE: Die verwendete SAM3x-MCU ist mit +0,29 %/-1,56 % spezifiziert, vermutlich unter Verwendung der internen Referenz? Es liegt innerhalb eines Bereichs von 2 %, was +/- 1 % entspricht, aber es ist etwas nach unten verschoben (auch dies könnte durch Software kalibriert werden, wenn Sie den Fehler messen können).
• Selbst wenn Sie nicht die Absicht haben, einen vollständigen Überspannungsschutz hinzuzufügen, der in Standard-Multimetern vorhanden ist, würde ich den Eingängen des INA826 dennoch Vorwiderstände hinzufügen, um den internen Überspannungsschutz des Operationsverstärkers zu nutzen, weil Dumb Stuff Happens ™ ( siehe Abb . 58 )
• Möglicherweise benötigen Sie bessere Umgehungskappen, z. B. eine parallele Kombination von 1 uF, 100 nF, 10 nF. Wenn Sie eine benutzerdefinierte Leiterplatte bauen, würde ich zumindest zusätzliche Pads für diese hinzufügen und sie dann nach Bedarf bestücken.

Ich denke, um der Arbeit gerecht zu werden, sollten Sie einen selbstschützenden Voltmetereingang wie diesen verwenden: -

Ich habe dieses Bild von einer zwielichtigen Seite extrahiert, die versucht hat, eine exe herunterzuladen, aber ich habe es gestoppt und gezähmt. Die Worte neben der Schaltung waren diese: -

Im Gegensatz zu einem gewöhnlichen Voltmeter ist der Eingang eines Oszilloskops in der Regel einseitig (GND) über das Netzkabel mit Masse verbunden. In bestimmten Situationen kann dies sehr problematisch sein. Wenn die Messsonde an einen Stromkreis angeschlossen wird, der auch mit Masse verbunden ist, besteht die Möglichkeit, dass ein Kurzschluss in den Stromkreis eingeführt wird. Dass die Schaltung und damit die Messung davon betroffen sind, ist Ihr geringstes Problem. Wenn Sie Messungen an Hochstrom- oder Hochspannungskreisen (Ventilausrüstung) vornehmen, könnte das Ergebnis äußerst gefährlich sein! Glücklicherweise ist es nicht allzu schwierig, dieses Problem zu umgehen. Alles, was Sie tun müssen, ist, den Eingang des Oszilloskops in Bezug auf Masse schweben zu lassen. Der hier gezeigte Instrumentenverstärker tut das und fungiert auch als Dämpfungsglied. Der AD621 von Analog Devices verstärkt den Eingang um den Faktor 10, und ein Schalter am Eingang bietet eine Auswahl von 3 Bereichen. Eine GND-Position wurde ebenfalls hinzugefügt, um die Nulleinstellung des Oszilloskops zu kalibrieren. Die maximale Eingangsspannung darf bei keiner Einstellung 600 VAC überschreiten. Stellen Sie sicher, dass R1 und R8 eine Arbeitsspannung von mindestens 600 V haben. Sie könnten dafür zwei gleiche Widerstände in Reihe schalten, da 300-V-Typen leichter erhältlich sind. Außerdem sollten Sie darauf achten, dass alle Widerstände eine Toleranz von 1 % oder besser haben. Weitere Spezifikationen für den AD621 sind: Bei einer 10-fachen Verstärkung beträgt das CMRR 110 dB und die Bandbreite 800 kHz. Wenn Sie den AD621 lokal nicht finden können, ist der AD620 eine gute Alternative. Allerdings ist die Bandbreite dann auf ca. 120 kHz begrenzt. Die Schaltung kann in einem Metallgehäuse mit Netzanschluss untergebracht werden, funktioniert aber auch perfekt, wenn es mit zwei 9-V-Batterien betrieben wird. Die Stromaufnahme beträgt nur wenige Milliampere. Sie könnten R9 auch auf 10 k erhöhen, um den Stromverbrauch etwas mehr zu reduzieren.

Sie verwenden einen R2R-Instrumentierungs-Operationsverstärker mit einer viel kleineren Versorgung, aber das ist der einzige wirkliche Unterschied. Beachten Sie die 4 Schutzdioden und beachten Sie auch die Symmetrie der Eingänge. Konzentrieren Sie sich darauf, das Voltmeter richtig einzustellen, und finden Sie dann heraus, wie Sie die aktuelle Seite zum Laufen bringen - Sie könnten das Stromsignal sogar separat in die MCU einspeisen - es müssen nicht die gleichen Mechanismen wie das Voltmeter zur Steuerung des Bereichs verwendet werden.