Измерение сигнала с датчика 4-20 мА с помощью МК. Правильная огранизация входа

[Analog]

Здравствуйте.

Ситуация следующая. Есть необходимость измерять уровень сигнала с токового датчика 4-20 мА с помощью микроконтроллера (4 канала). МК типа АтМега 64, 2561 (тут не принципиально), важно что полная шкала АЦП составляет 5 Вольт. Поэтому токовый сигнал преобразовываю в напряжение на резисторе 100 Ом (стандарт для пром. контроллеров).
Вопрос такой: как правильно огранизовать вход устройства на ОУ? Тут просится ОУ с усилением 2-2,5 раза, плюс защита по входу. Как аналогичные решения выглядят в промышленности в открытом доступе не показано. Нужно дешево и относительно точно, без влияния каналов друг на друга оцифровать сигнал.

Верно ли понимаю, что нужен ОУ с малым током смещения и большим допустимым уровнем синфазного напряжения, как его включить?

[Openreel]

Offтопик:

хотя 2% точности, думаю, токовая петля не испортит

нынче еще есть люди, которые платят деньги за 2% на тензо?! +- 1кг на 100кг!? Где найти таких благодетелей, а?

Насколько я знаю, сейчас также..., хотя 2% точности

сейчас 0.2% - вместе с механикой - обычность. И точней нужно тоже. Бывает 16 бит не достаточно, если смотреть только электричество. Про токовую петлю в таком применении никто не вспоминает даже

[Alex]

Платинородиевые термопары, которые мы совали в скважину - это 5 мкВ/К, так мы прямо у термопары ставили МДМ усилитель с Кус 1000 и преобразователь U/I.

Мы когда-то "разделили" МДМ на две части, и передавали сигнал после "М", правда не на 50м а только на 2м но с развязкой и "ДМ" после.
А потом и вообще от "ДМ" отказались, обработав сигнал "М" в цифре (грубо - двоичным счетчиком, сейчас я бы конечно МК поставил, но это было 30 лет назад, там и МДМ был 140УД13).
12 бит получалось, при входном сигнале 50мкВ (100мкв дифференциально).

[shura1959]

Offтопик:

Так в том и цимес токовой петли - у тебя есть 4 мА запитать адаптер датчика - хоть тензо, хоть какого.
Приходится ужиматься, но при соответствующих комплектующих - вполне можно расположить адаптер непосредственно у датчика и питать его от самой петли. Что положительно сказывается на метрологии.

Ага, я подумаю, но пока всё вроде приемлемо работает... к тому же оч сложно остановить РБУ, особенно в сезон, их 7 штук, с каждой оборот 300тр/ день.

---------- Сообщение добавлено 12:38 ---------- Предыдущее сообщение было 12:34 ----------

Offтопик:

нынче еще есть люди, которые платят деньги за 2% на тензо?! +- 1кг на 100кг!? Где найти таких благодетелей, а?


сейчас 0.2% - вместе с механикой - обычность. И точней нужно тоже. Бывает 16 бит не достаточно, если смотреть только электричество. Про токовую петлю в таком применении никто не вспоминает даже

Интересно, подкиньте совет, или где почитать про техн. решения.

Там на бетонках ещё масса сопутствующих факторов, типа, качества исходных компонентов смеси.

[Analog]

Коллеги, прошу глянуть, по феншую ли теперь? Изображено два канала, в реальности будет 4. Не будет ли проблемой применение токового драйвера NSI45030A (хочу ток ограничить)?

[shura1959]

Я бы 1к увеличил хотя бы до 10к (раз не хотите 50к))), двухсторонний стаб поместить после 1к, здесь же пару диодов на +-питания, стаб увхода МК не нужен, последовательно со входом ещё хотя бы 10к поставил.
Сколько у Вас срез НЧ?
Землю надо бы нарисовать, важнейшая часть...)))

[Analog]

последовательно со входом ещё хотя бы 10к поставил.

Каков смысл, ФНЧ ведь с резистора начинается?

Сколько у Вас срез НЧ?

Герц 150

Землю надо бы нарисовать, важнейшая часть...)))

Согласен, как только со схемой определимся, сразу трассировка входов

[frezer]

Коллеги, прошу глянуть, по феншую ли теперь? Изображено два канала, в реальности будет 4. Не будет ли проблемой применение токового драйвера NSI45030A (хочу ток ограничить)?

Какое входное напряжение, теоретически, может попасть на ваш вход?

[Analog]

Какое входное напряжение, теоретически, может попасть на ваш вход?

Предполагаю, самое страшное, что может прилететь, КЗ на датчике, т.е до 30 В приложится ко входу

[shura1959]

Каков смысл,

Доп защита КМОП входа..., точно не помешает))).

Герц 150

ну, ладно, я бы на 10-30Гц остановился при быстродействии датчика 1Гц.

[frezer]

Предполагаю, самое страшное, что может прилететь, КЗ на датчике, т.е до 30 В приложится ко входу

В оборудовании которое рядом расположено, только 30В?

[shura1959]

самое страшное,

это это слесари/сварщики обрывающие провода, и электрики случайно цепляющие 220...

[Analog]

В оборудовании которое рядом расположено, только 30В?

Рядом будет находится оборудование до 0,4 кВ.
Если линии связи защищать, то это одно, а если силовые, то другое, ИМХО. Кажется, понимаю, к чему вы спрашиваете, хватит ли энергоемкости защиты при попадании 0,4 на вход.

---------- Сообщение добавлено 13:52 ---------- Предыдущее сообщение было 13:51 ----------

это это слесари/сварщики обрывающие провода, и электрики случайно цепляющие 220...

Ну это совсем исключтельный случай)
У нас нормальные ребята, вроде))

[shura1959]

Ну это совсем исключтельный случай)

Однако... из реального опыта))

[frezer]

Рядом будет находится оборудование до 0,4 кВ.
Если линии связи защищать, то это одно, а если силовые, то другое, ИМХО. Кажется, понимаю, к чему вы спрашиваете, хватит ли энергоемкости защиты при попадании 0,4 на вход.

Ну если до 0,4 кВ, то как Александр советовал не один резистор в 1кОм, а два по 10 кОм и между ними диоды на +- питания с прямым током не менее 40 мА.

[shura1959]

Кстати, при сварочных работах недалече от приборов, и "неразвитой" земле, на ней выпрыгивает до 150В)).

[Analog]

С профессиональной помощью нарисовано)

Кстати, при сварочных работах недалече от приборов, и "неразвитой" земле, на ней выпрыгивает до 150В)).

А что тут сделаешь, аналоговые входа развязывать гальванически дорогое занятие.

[frezer]

А зачем двуханодный стабилитрон? Для него нет ограничителя тока! Он будет постоянно пробиваться от любого превышающего напряжения, или на предохранитель надеетесь?

[Analog]

или на предохранитель надеетесь?

Да

---------- Сообщение добавлено 14:29 ---------- Предыдущее сообщение было 14:27 ----------

А зачем двуханодный стабилитрон?

первая и грубая ступень защиты

[Гоша]

А диоды Шоттки зафигом?
Увеличить температурную нестабильность?
Перед стабилитроном поставить 1 кОм.

[Analog]

А диоды Шоттки зафигом?
Увеличить температурную нестабильность?

Вы про BAT54S?
Если да, то см. пост 54

---------- Сообщение добавлено 14:41 ---------- Предыдущее сообщение было 14:36 ----------

Перед стабилитроном поставить 1 кОм.

Чета дофига резисторов получается (10 вместо 1к нарисовал, не суть)