În continuarea articolului despre măsurarea curentului, aș vrea să spun și să fac ceea ce nici nu este de a măsura tensiunea. Problema rămâne aceeași, de multe ori este nevoie să vezi forma unui semnal, dar când acest semnal este de înaltă tensiune, nu este atât de ușor să o faci. În primul rând, nu toate instrumentele de măsură, osciloscoapele sau ADC-urile, etapele de intrare sunt proiectate pentru tensiuni înalte. În al doilea rând, trebuie să deconectați galvanic dispozitivul de măsurare și partea de alimentare a circuitului.
Deci, să începem cu faptul că tensiunea de amplitudine, care digitizează ADC, este mult mai mică decât, de exemplu, 110, 220, 380 volți. Prin urmare, este necesar să reduceți tensiunea care vine de la canalele ADC. Pentru aceasta, folosim un separator de tensiune rezistiv.
Cel mai simplu divizor de tensiune rezistiv constă din două rezistoare conectate la serie conectate la o sursă de tensiune. Deoarece rezistențele sunt conectate în serie, curentul prin ele va fi același în conformitate cu prima lege a lui Kirchhoff. Și scăderea de tensiune pe fiecare rezistor conform legii lui Ohm va fi proporțională cu rezistența.
Trebuie remarcat faptul că rezistența la sarcină a separatorului de tensiune trebuie să fie mult mai mare decât rezistența inerentă a divizorului, astfel încât, în calcule, această rezistență, conectată în paralel cu R1, ar putea fi neglijată. Dar nu ar trebui să fie prea mic, deoarece veți conecta dividerul în paralel cu sarcina principală și, prin urmare, ar trebui să producă cel mai mic impact asupra încărcăturii.
Este necesar să selectați tensiunea U1 astfel încât să poată fi digitizată folosind un ADC, de exemplu, acesta va fi de 2,5 volți.
Cred că veți fi de acord cu mine că ar fi bine să monitorizați un dispozitiv cu un semnal de orice formă, fie că este vorba despre o tensiune alternativă sau una constantă. Dar curentul alternativ variază sinusoidal și are negativ și pozitiv jumătate de val, precum și controlerul ADC funcționează de la o singură tensiune, semnalul digitizat negativ jumătate de undă nu este posibilă. Să facem așa cum au făcut dezvoltatorii senzorului de curent ACS750, vom schimba axa absciselor într-o direcție pozitivă față de zero cu 2,5 volți. Pentru a face acest lucru, folosim un amplificator operațional, ca amplificator inversator, cu un câștig egal cu unitatea. În acest scop, rezistențele R1 și R2 ar trebui să fie același rating, și așa cum sa menționat mai sus, rezistența de sarcină a divizorului de tensiune trebuie să fie mult mai mare decât propriul său separator de rezistență, astfel încât valorile lor trebuie să fie mai mare decât valorile rezistor de divizare, cum ar fi 1 Megaohm.
Ca amplificator operațional, puteți utiliza cipul LM358, este simplu, sigur și într-un caz are două amplificatoare operaționale. Prin aplicarea unei tensiuni de +1,25 volți la intrarea directă, vom deplasa semnalul Vin cu 2,5 volți față de axa abscisa.
Acum combinăm dividerul de tensiune rezistiv și amplificatorul inversator.
un divizor de tensiune și un amplificator operațional configurat astfel încât, dacă tensiunea de Vin este de intrare de la -500 la 500 de volți, semnalul de ieșire Vout obținem caracterul identic al schimbărilor, ci are doar de la 2,5 până la 5 volți și de la 2,5 până la 0 volți. Datorită acestei deplasări de 2,5 volți, această schemă va măsura atât tensiunea constantă, cât și cea alternativă, adică semnalul oricărei forme în intervalul de la -500 până la +500 volți.
Mai jos este o diagramă de tensiune cu o formă sinusoidală, cu o amplitudine de 500 volți. transformat de acest circuit.
Acum rămâne să faceți o izolare galvanică, astfel încât, cu un suflet calm și o conștiință clară, să puteți urca la o înaltă tensiune. Pentru aceasta, ar fi posibil să utilizați opampe deja pregătite cu opto-cuple, dar acestea au fie un câștig fix, fie nu sunt disponibile pentru cumpărare. O soluție ideală, în opinia mea, va fi utilizarea unui optocuplor cu dependență liniară de tip IL300. Liniaritatea în el este realizată datorită faptului că acesta conține două fotodiode identice K1 și K2, care este văzut în figura de mai jos.
O singură fotodiodă este utilizată pentru feedback-ul privind intrarea optocuplorului. Astfel, folosind un amplificator operațional, este posibil să se adapteze curentul LED și să se obțină o liniaritate maximă. Aici folosim cel de-al doilea amplificator operațional al chipului LM358.
Figura de mai jos prezintă o schemă de conexiuni tipică. Ca semnal de intrare pentru acesta va fi folosit semnalul de ieșire al convertorului considerat mai sus, Vout.
Astfel, la ieșirea lui Vo obținem un semnal identic cu semnalul de intrare Va.
Permiteți-mi să vă reamintesc că este arătat în prima OP1 figura amplificator este inversat, ceea ce înseamnă că ieșirea Vout, primul circuit, vom obține o „imagine în oglindă“ a semnalului măsurat, este necesar să se ia în considerare și corectate. Prin urmare, sfârșitul întregului circuit ar trebui să fie, de asemenea, un amplificator inversor cu un câștig egal cu unitatea. Adăugați la circuitul tipic prezentat mai sus, un amplificator inversor.
Combinând toate soluțiile de mai sus, obținem următoarea schemă.
