电阻测量—关于正弦信号的有效值和平均值

只看该作者 · 2012-2-24 19:17

我想做一个关于电阻测量的东西，必须要用交流信号来实现，有点像溶液的电导测量。
我的想法是一个幅度固定的正弦波信号做激励，通过待测电阻后，用负反馈测量其电流。然后根据电压值和电流值，计算电阻。

打算把正弦波激励信号，通过绝对值电路后，平滑，然后AD采样；
对于电流信号转成为电阻信号以后，也通过另一路全波整流，滤波后AD采样。
直接用这两个电压值，还有电流电压转换的电阻值，来计算待测电阻值。

1 按照理论，正弦波通过绝对值电路后滤波，应该是其平均值吧？和有效值还不同，相差1.111倍，这个理解有错吗？
2 在我这个想法里面，用平均值来计算，和有效值计算，应该是等价的吧？

还有，打算用1000hz交流正弦信号，这样实现起来，会有什么问题吗？

给点指导意见吧各位！
一个人，有时候实在思路混乱。

只看该作者 · 2012-2-24 20:33

正弦波变成馒头波后滤波其电压是幅值

只看该作者 · 2012-2-24 21:47

1# iampoor

只看该作者 · 2012-2-24 23:31

本帖最后由 GavinZ 于 2012-2-24 23:32 编辑

我觉得你做的东西和我09年做的蓄电池内阻测量很像，我就是用1kHz的电流激励电池，测量其ESR。听说‘接触电阻’也是这么测量的，我想液体电阻率可能也是这类方法的延伸应用。http://blog.21ic.com/user1/8051/index.html

1万 · 2012-2-25 00:39

1k激励的话,要求频率响应小于10hz,可以这么做.
如果要求大于50hz,那么不能用滤波,要用AD采集后算法实现.

只看该作者 · 2012-2-25 17:13

2楼，你的意思这样这样整流后滤波，电压值为峰值大小？

5楼，你说的什么意思？我没有大明白。
是‘采样率’吗？

只看该作者 · 2012-2-25 17:13

4楼，你原来做这个东西，最后效果如何?这样实现有问题吗？

只看该作者 · 2012-2-25 17:49

同楼上问，mark

只看该作者 · 2012-2-25 19:39

楼主可以参考下阻抗测量技术，或者是LCR数字电桥原理。
不过如果楼主的测量电阻是纯阻性的话，可以不用相敏检波
用数字万用表的交流电压测量电路进行电压测量

只看该作者 · 2012-2-25 22:05

本帖最后由 GavinZ 于 2012-2-25 22:09 编辑

4楼，你原来做这个东西，最后效果如何?这样实现有问题吗？
iampoor 发表于 2012-2-25 17:13

我没做过流体电阻率测量，我当时只是用数学的概念去测量ESR@1kHz，效果在分辨率上表现的非常好，精度方面，我想不出更准确的校准计量方法，只使用了对比测量，因为跟日本HIOKI公司的产品比，是一样的，HIOKI使用了150mA（并未给出是rms还是peak，我给出的是100mApeak，在1mOhm满量程，做到1uOhm noise free分辨率，模拟通道带宽为2Hz，日本HIOKI的带宽我不知道，它的探头非常专业，这点我也做不到）。国内的，就不用比了，因为他们实在是不专业，他们给resolution时，并不给出激励电流（force current），这是难以理解的。

1万 · 2012-2-26 01:48

10楼用多少位ADC?16位?

只看该作者 · 2012-2-26 10:05

10楼用多少位ADC?16位?
zjp8683463 发表于 2012-2-26 01:48

我有点记不清了（09年3月份做的），我选了个12位的，最终用了8位、或者10bit、又或者是全部12bit，因为我记得当时，我就是为了挑战用最低的位数、最低的激励电流，来做到同样的分辨率,就是为了挑战Noise RTI.

1万 · 2012-2-26 16:44

如果硬件选用12位ADC,即使用数字处理后有17位的ENOB,也不是系统的分辨率.
这个只是ADC这个环节稳定度表现.
如果是12位,那么其物理分辨率已经是固定的.那么其系统的分辨率不可能比这个高

只看该作者 · 2012-2-26 17:23

谢谢各位。
溶液的阻抗，应该含有电容成分。
但当激励源频率不高的时候，这个电容影响不会太大。
我现在考虑用交流信号整流后滤波，ad采样后计算。或者用AD636之类的芯片，采样有效值。
我的理解是既然计算的是V/I，是一个比值，那么平均值或者有效值，应该区别不大。不知道是不是这样？

只看该作者 · 2012-2-27 00:54

交流电流有效值不太好测，有专门芯片，但价高。要不就得分割取样进行运算，比较复杂，

只看该作者 · 2012-2-27 01:34

AD 采样的电流电压都有了，剩下的就是简单的计算问题，还另外用芯片干什么。

1万 · 2012-2-27 13:20

16# highgear

采集是个大学问，并没有那么简单

只看该作者 · 2012-2-27 14:28

PowerSIM产品：

PSIM Professional v6.0.7(电路和系统仿真器)

PowerSIM Studio 2005 v6.00.3372.6

　

AGILENT/HP产品:

Agilent.ADS.v2005A-ISO 2CD

Agilent.ADS.v2002.Training  1CD

Agilent.89600.Vector.Signal.Analyzer 6.31-ISO 1CD

Agilent.Genesys.2006.v10.Final-ISO 1CD

Agilent.HFSS.V5.6-ISO 1CD

Agilent.IC-CAP.V2002 1CD

Agilent.Test exec.SL.V5 1CD

Agilent.VEE.Pro.v7.5-ISO 1CD(高度直观的图形编程环境)

Agilent.VEE.Pro.v7.5.Addon

　

ANSOFT产品:

Ansoft Designer v3.0-ISO 1CD(射频通信和高速通信仿真软件)

Ansoft Designer and Nexxim 2.2.0-ISO 1CD(第一个将高频电路系统,版图和电磁场仿真工具无缝地集成到同一个

                                       环境的设计工具)

Ansoft Ensemble v8.0.sub100(多层平面电磁场仿真软件)

Ansoft Ephysics v1.0  1CD(Maxwell的一个插件,包括各种学科的分析环境,专为设计高性能的电磁组件的工程师设计)

Ansoft HFSS v10-ISO 1CD(HF/RM/EM,世界上第一个商业化的三维结构电磁场仿真软件)

Ansoft HFSS 9.2 三维结构电磁场仿真软件-英文用户指南(55.8MB)

只看该作者 · 2012-2-27 14:55

等有了结果告诉大家。
18楼是什么意思？科普还是广告？

只看该作者 · 2012-2-27 22:00

会当临绝顶，一览众山小。

在我看来，这就是一个非常简单的问题，去看我关于 DFT/FFT 的帖子，看明白了，就会计算阻抗了。

电阻测量—关于正弦信号的有效值和平均值

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