电流测量问题

只看该作者 · 2011-8-22 15:44

我想实现一个检测0.05~10A的交流电流的功能，精度1%就行，现在因为单片机AD只有10位的采样，想实现分三段处理，0.05~0.5，0.5~5，5~10分段检测，请问该如何实现分段处理啊，用什么器件或电路实现,希望各位大大指教下~~~

PS：因为还要经过CT，所以0.05A再经过CT后，会不会因为电压太小而AD处理不了啊

1万 · 2011-8-23 09:53

用CT，这个宽范围的电流检测，精度肯定达不到的，即使有价格也满贵的。你可以找找看
我建议你用锰铜来做采样电阻，加放大，加切换开关，MCU 采样
软件首先判断读入的数据，如果超出范围，切换到2档，再读再判断。

只看该作者 · 2011-8-23 17:06

现在还有个疑问，就是因为输入的是交流电流，转为电压后想用运放抬高到0~5V内，但是输入电压和直流偏置电压怎么实现不共地啊？或者有没有电路参考下，现在输出端变成稳定的直流电压了，不知怎么回事

只看该作者 · 2011-8-23 19:26

也可以这样做：干脆不用CT，直接在交流电源处进行采样、放大、AD，这样就解决了电源共地问题，待转成数字信号后，再光电隔离输出。

即便这样，大范围电流测试的换档也是头痛问题。切换采样电阻本身的方法就有限（因为电压高、功率大、可能有拉弧），你又不好限制人家不在通电的时候进行切换。

解决的的办法：就用一个采样电阻不换档，比如0.01欧，10A下有1W，功率可以接受，输出0.1V那就需要放大几十倍后再处理。

当然，这样在0.05A的小电流下输出比较小，为0.5mV，如果再需要有1%的分辨的话，那就需要测试到5uV。不过这样也不算难，做一个好一些的前置放大，0.5~5A下放大10倍，0.05~0.5A下放大100倍即可。

只看该作者 · 2011-8-24 18:53

2# jjjyufan

交流信号如何实现切换采样电阻？用什么器件或芯片？我现在想用三极管或MOS管都不管用啊，通不通都有电压输出。。。

1万 · 2011-8-25 10:35

你整体电路采用什么供电的，共地如何解决？你先解决了这个问题，才好解决采样啊

1万 · 2011-8-25 10:45

采样电阻就一个锰铜，切换的是放大后送入AD的值，MOS管开关电阻分压
这个系统关键是共地的问题
如果你耗流不大，用阻容降压，很容易解决的。

只看该作者 · 2011-8-25 15:50

好吧，我先说下我的电路：
整个系统就是用于漏电流的检测，要求前级测量电流在0.05A~10A的测量精度1%，前级采用0.1级CT得到一个小电流（CT变比大概100：1），整个系统用一个变压器整流后得到的比较稳定的5V供电，包括单片机（包含10位AD）和其他一些芯片工作。

现在的问题是：
1，如何分档？使用MOS管之类的在运放的反馈电阻上当开关切换吗？
2，如何放大信号？因为之前没用过运放放大交流信号。
3，能不能直接不用运放，靠切换采样电阻来实现分档？若能的话，用什么器件较好？

最后，希望各位大大能帮忙给个好的解决方法~~最好有电路参考下~时间紧迫啊，3周要搞定啊:Q

只看该作者 · 2011-8-25 16:52

还有帮忙看看这个电路，放大倍数怎么算？按书上说是2倍（1+10K/10K），但我算出来是1倍啊，Uo=Ui+U1，示波器上量就是Ui的波形没变，但被抬高了2U1的电压，不知道为什么~

1万 · 2011-8-25 23:14

九楼输入极性错了，如果反过来接就是加法器和2倍同相放大器， Uo = 2 x U1 + 2 x Ui

另外交流电流有效值的话，用真12位ADC得到 0.5% 的准确度都不大容易，MCU内嵌的10 bit ADC 一般只有9位的分辨率，不熟悉AC电流测量计算的实现1%分辨率都有难度。

分段测量是个办法，可以多分若干段（例如MCU有8通道ADC，可以分7~8段），0.05~10.0 有200倍，如果0.05也要1%分辨率（你所说的精度是分辨率还是准确度？如果是准确度建议就不要继续看下去了，换高分辨率ADC吧），分7段，倍数约取2.2，则7段为 0~0.05、0~0.10、0~0.25、0~0.50、0~1.25、0~2.50、0~5.00、0～10.0；中间一次较大跨档。用七路运放将 1.414 x (+/- 0.05)A或其他电流转换为电压，然后放大并抬高到0~Vref，各路运放输出加过压输出保护措施接ADC各输入通道，合适的算法下可以得到短期1%分辨率。