Autor Tema: Medidas negativas en shunt  (Leído 1819 veces)

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Desconectado juaperser1

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Medidas negativas en shunt
« en: 24 de Septiembre de 2018, 07:16:37 »
A ver, voy a preguntar una cosa que lo mismo es una chorrada pero como no lo he hecho nunca pues preguntando se asegura uno.

Necesito medir un shunt, el problema es que ese shunt va a tener tensiones positivas  y negativas y necesito saber la magnitud de los dos, es decir ,si es negativa, no me sirve con meterle un inversor y al ADC, necesito medir el valor negativo.

Los valores variaran entre -5 y 5 voltios. ¿Cual es la manera correcta de medir esto?? he estado mirando los adc diferenciales, pero no me queda claro que esta sea la manera.

y ya que estamos, alguna sugerencia de ADC estoy mirando los de analog devices

un saludo.
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Desconectado Robert76

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #1 en: 24 de Septiembre de 2018, 07:27:06 »
Hola, lo que debes hacer es montar la señal a medir, sobre una tensión continua(tensión de offset). Entonces el valor más negativo ahora rondará los 0V.

Desconectado juaperser1

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #2 en: 24 de Septiembre de 2018, 07:37:32 »
Hola, lo que debes hacer es montar la señal a medir, sobre una tensión continua(tensión de offset). Entonces el valor más negativo ahora rondará los 0V.

¿Te refieres a cambiar mi 0 voltios a 5V, de esta manera si leo 10V son 5 y si leo 0 es -5 no? había pensado hacerlo con un sumador no inversor, pero quería saber si existe otra manera de hacerlo. y también tengo la duda de si no estaré metiendo un margen de error muy amplio.

gracias
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Desconectado Eduardo2

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #3 en: 24 de Septiembre de 2018, 09:19:40 »
Se refiere a que la salida del amplificador tenga un offset de 2.5V


Desconectado Picuino

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #4 en: 24 de Septiembre de 2018, 11:24:12 »
Busca también en Linear Technology. Tienen componentes y notas de aplicación muy buenos.

Lo que no me explico es eso de un shunt con 5 voltios. ¿Cómo es el esquema?

Desconectado manwenwe

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #5 en: 24 de Septiembre de 2018, 12:26:10 »
Yo tb lo desplazaría con operacional como se ha hecho toda la vida  jeje.

Saludos!
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Desconectado KILLERJC

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #6 en: 24 de Septiembre de 2018, 12:53:52 »
Tal ves te convenga elegir un valor de offset que lo puedas dar con alguna referencia de tension. De esa forma tenes un offset al menos estable. Y de alli tu señal que no llegue a los limites maximos, por ejemplo el offset DC 2.4V y el maximo con la señal AC montada sea de 3.4V supongamos, es decir una variacion de +- 1V, de esa forma tenes un margen por si es que la señal llega a ser un poco mas grande.

Me refiero a tension que tendrias en la salida del operacional.

Desconectado Picuino

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #7 en: 24 de Septiembre de 2018, 14:05:48 »
Antes habría que saber qué precisión necesita la medida y qué rango de tensiones se está utilizando.

Normalmente los desplazamientos de señal con operacional dan un error relativamente alto. Es mejor utilizar un amplificador diferencial que ya está internamente compensado.
Pero en este caso, me extraña que la señal de un shunt sea de +-5 voltios. Sospecho que ya hay un operacional amplificando. Por eso he preguntado por el esquema.
« Última modificación: 24 de Septiembre de 2018, 14:08:25 por Picuino »

Desconectado Picuino

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #8 en: 24 de Septiembre de 2018, 14:13:39 »
Otro punto importante es la referencia del shunt. Algunos están referidos a masa, pero muchos shunt están flotantes y necesitan un tratamiento distinto.

Un saludo.

Desconectado juaperser1

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #9 en: 24 de Septiembre de 2018, 14:34:45 »
Lo que estoy diseñando es un circuito para medir una resistencia, el problema es que el circuito tiene una componente de alterna de 230Vac y puede o no tener componentes de continua de hasta +-300V. El circuito todavía esta muy verde, pero resumiendo es así.

La resistencia a medir y las componentes que pueden existir es:


* Sin título1.png
(12.14 kB, 300x710 - visto 101 veces)


La idea para medir la resistencia es poner una tensión conocida (12V) y medir, pero claro para ello debo eliminar las componentes de continua y de alterna.
para las de alterna uso un filtro paso de bajas que ya tengo diseñado y simulado, y para eliminar la componente de continua lo que hago poner la tensión de 12 Voltios a 0, medir y luego restar el resultado con un sumador (V4), anulando así la tensión de continua, y volviendo a poner la tensión de 12Voltios

el filtro paso de baja va entre la resistencia de 4K y el circuito para restar la componente de continua.



* Sin título2.png
(54.9 kB, 1300x930 - visto 114 veces)


es raro que haya tensiones de continua de 300Voltios (o -300V) pero puede pasar y el circuito debe de poder medir la resistencia en esas condiciones, por lo tanto la salida del filtro puede oscilar entre 5,2V y -5,2V, normalmente serán milivoltios.

todo los valores son provisionales y por ahora y simplificado.

un saludo
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Desconectado Picuino

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #10 en: 24 de Septiembre de 2018, 15:16:52 »
Te recomiendo que estudies lo que es un lock-in amplifier.

Resumiendo mucho:
1º Inyectas una señal de una frecuencia fija conocida, por ejemplo señal de 10Hz cuadrada, en un extremo de la resistencia.

2º Mides la señal en el otro extremo de la resistencia (por ejemplo en el shunt) y haces una rectificación síncrona.

Para hacer la medición necesitas un sintonizador que solo tenga en cuenta la componente de 10Hz y rechace todas las demás frecuencias (50Hz de alterna, 0Hz de continua, otros ruidos, etc). Es como un receptor FM al que no le afectará el resto de ruidos.
La forma sencilla de hacerlo es con un simple filtro paso banda, un  recortador de picos de señal, un amplificador y una simple rutina de sintonización en el microcontrolador.

También se puede hacer con circuitos analógicos, desde un simple interruptor digital 4066 que conecte la señal recibida con signo positivo o negativo en fase con la señal cuadrada que se inyecta, hasta precisos AD630


Mira este ejemplo de lo que se puede conseguir:
http://circuitcellar.com/cc-blog/build-an-accurate-milliohm-meter/



Un saludo.
« Última modificación: 24 de Septiembre de 2018, 15:20:33 por Picuino »

Desconectado Robert76

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #11 en: 24 de Septiembre de 2018, 22:14:52 »
Si intentas armar algo para medir resistencia, me parece que estás complicandote la vida. Hubieras empezado por aclarar eso en el hilo.
Más bien utiliza un puente de Wheatstone, que es mucho más simple de lo que intentas hacer, además es ampliamente utilizado.

Desconectado juaperser1

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #12 en: 25 de Septiembre de 2018, 02:43:26 »
Si intentas armar algo para medir resistencia, me parece que estás complicandote la vida. Hubieras empezado por aclarar eso en el hilo.
Más bien utiliza un puente de Wheatstone, que es mucho más simple de lo que intentas hacer, además es ampliamente utilizado.

Es imposible medir una resistencia que tiene una componente de 230 de alterna, componente de continua de hasta 300 voltios y una capacidad en paralelo con un puente wheatsone, esto, claramente, no es tan simple.

Te recomiendo que estudies lo que es un lock-in amplifier.

Resumiendo mucho:
1º Inyectas una señal de una frecuencia fija conocida, por ejemplo señal de 10Hz cuadrada, en un extremo de la resistencia.

2º Mides la señal en el otro extremo de la resistencia (por ejemplo en el shunt) y haces una rectificación síncrona.

Para hacer la medición necesitas un sintonizador que solo tenga en cuenta la componente de 10Hz y rechace todas las demás frecuencias (50Hz de alterna, 0Hz de continua, otros ruidos, etc). Es como un receptor FM al que no le afectará el resto de ruidos.
La forma sencilla de hacerlo es con un simple filtro paso banda, un  recortador de picos de señal, un amplificador y una simple rutina de sintonización en el microcontrolador.

También se puede hacer con circuitos analógicos, desde un simple interruptor digital 4066 que conecte la señal recibida con signo positivo o negativo en fase con la señal cuadrada que se inyecta, hasta precisos AD630


Mira este ejemplo de lo que se puede conseguir:
http://circuitcellar.com/cc-blog/build-an-accurate-milliohm-meter/



Un saludo.

El problema es que en ese sistema no tienen componentes de continua, simplemente esta midiendo la resistencia sin otras fuentes, si aplicas una señal cuadrada sin eliminar las componentes de continua se te deformará y no será simétrica. ademas un filtro para eliminar componentes de otra frecuencia (la alterna), al ser señales tan grandes, sera bastante "lento".

Este sistema es el que utilizan todos los medidores de resistencia de aislamiento y el que se define en la norma UNE-EN-60601.

Basicamente el principio de funcionamiento es como lo que indicas picuino, simplemente que primero eliminas la componente de continua y entre los pulsos cuadrados de 12 y -12 haces una parada para esperar al filtro y para eliminar la componente capacitiva. Después con la medida de la tensión de 12 y de -12 hago la media y la resolución que da (siempre simulando) 0,2% de error.

Para pasar la normativa no puedo pasarme de 5% de error, al medir una resistencia de 25k y 0.5uF de capacidad. Digamos que el algoritmo para este problema ya esta hecho, yo no estoy inventando nada, solo debo hacer el circuito. El filtro ya lo tengo resuelto, ahora estoy con el sistema de medida del adc, que es con lo que necesito ayuda, ya que nunca me he visto en la necesidad de medir tensiones negativas, estoy de acuerdo en desplazar la señal montandola en una continua, es mas teniendo el restador ya implementado seria sumar una tensión mas o existe algún método mejor para hacerlo, no quiero que el error acumulativo sea demasiado grande.

También colocaré en el sistema una resistencia conocida que se pueda conmutar para que se autocalibre.

un saludo.
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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #13 en: 25 de Septiembre de 2018, 02:46:39 »
Tal ves te convenga elegir un valor de offset que lo puedas dar con alguna referencia de tension. De esa forma tenes un offset al menos estable. Y de alli tu señal que no llegue a los limites maximos, por ejemplo el offset DC 2.4V y el maximo con la señal AC montada sea de 3.4V supongamos, es decir una variacion de +- 1V, de esa forma tenes un margen por si es que la señal llega a ser un poco mas grande.

Me refiero a tension que tendrias en la salida del operacional.

La señal en el peor de los casos (con 300Voltios de continua) es de +-6,2Voltios aunque esto se podría bajar o subir, el problema es que la mayoria de las veces la componente de continua sera de no mas de 50 voltios y eso da una medida del orden de unos +-100mV.

también podría hacer un PGA ajustable con una switch analógico que cambie la ganancia dependiendo del caso. ¿como lo ves?

Yo tb lo desplazaría con operacional como se ha hecho toda la vida  jeje.

Saludos!

Si parece que va a ser lo mejor, solo quiero no sumar mucho error o tiempo a la medida
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Desconectado Robert76

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Re:Medidas negativas en shunt
« Respuesta #14 en: 25 de Septiembre de 2018, 07:27:35 »
A ver,  obviamente en un puente de Wheatstone NO tienes que usar tensión alterna. Sólo se alimenta el puente desde los puntos que debe, al colocar la resistencia desconocida, sólo debes variar la otra antagonista para lograr el equilibrio y así llegar a conocer el valor. Cuándo digo variar la otra resistencia, puede ser mediante algún operacional con salida a colector abierto.

Tampoco entiendo porqué usas 300V y de naturaleza alterna para ésto.


 

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