Как правильно измерить импульсный ток?

jafarkiller · 13.12.2010, 12:13

Друзья! Прошу помощи по вот такому вопросу.
Есть МК (атмега16). Он с помощью ШИМа и полевика, работающего в ключевом режиме, регулирует ток в цепи. Измеряем падение напряжения на шунте, подаем на АЦП.
Задача: как правильно измерить полученное импульсное напряжение, чтобы получить эффективное (действующее) значение силы тока. Это нужно для того, чтобы с помощью МК стабилизировать ток на определённом значении. Понимаю, что нужно как-то усреднять- то-ли прграммно, то-ли аппаратно. ШИМ работает на частоте около 500Гц.

firew0rker · 14.12.2010, 09:30

суммировать квадраты выборок АЦП. Сумму поделить на количество выборок и извлечь корень. получится действующее значение. На С это программируется просто. Если не хватит ресурсов МК, можно применить схему определения действующего значения на ОУ.

Gnider · 14.12.2010, 10:01

Сообщение от jafarkiller

Друзья! Прошу помощи по вот такому вопросу.
Есть МК (атмега16). Он с помощью ШИМа и полевика, работающего в ключевом режиме, регулирует ток в цепи. Измеряем падение напряжения на шунте, подаем на АЦП.
Задача: как правильно измерить полученное импульсное напряжение, чтобы получить эффективное (действующее) значение силы тока. Это нужно для того, чтобы с помощью МК стабилизировать ток на определённом значении. Понимаю, что нужно как-то усреднять- то-ли прграммно, то-ли аппаратно. ШИМ работает на частоте около 500Гц.

Можно просто мерить напряжение на шунте с частотой,не кратной частоте ШИМ и усреднять. Это и будет среднее значение тока.

Можно максимальное значение тока,измеренное в конце периода ШИМ умножеть на коэф заполнение ШИМ

mtit · 14.12.2010, 10:30

Только не на коэффициент заполнения, а на корень квадратный из коэффициента - всё таки ищем действующее аля среднеквадратичное значение тока.

Т.е.. Если имеем "чисто" активное сопротивление, применяем "в натуре" ШИМ. При этом паразитные ёмкости и индуктивности - пренебрежимо малы - ток будет иметь вид прямоугольников. Достаточно померить амплитуду-высоту этих прямоугольников и коэффициент заполнения. А потом помножить одно на корень из другого.
Теоретически - коэффициент заполнения можно даже не мерить - брать тот, который фигурирует в программе. Практически - Вам решать.

jafarkiller · 14.12.2010, 11:58

Спасибо за помощь.
Я пишу на ассемблере, извлекать корень сложновато будет. Да, забыл сказать, мне ещё нужно измеренное значение выводить на трёхразрядный индикатор. С дробями работать, боюсь-таки не хватит ресурсов МК. Да и винтиков в голове тоже

Вот если так делать:

Сообщение от Gnider

Можно просто мерить напряжение на шунте с частотой,не кратной частоте ШИМ и усреднять. Это и будет среднее значение тока.

какую частоту измерения лучше выбрать? И что в итоге получится-среднее или действующее значение тока?
Нагрузка-аккумуляторная батарея. Наверное, лучше взять схему определения действующего значения на ОУ

Gnider · 14.12.2010, 12:09

Сообщение от jafarkiller

Спасибо за помощь.
Я пишу на ассемблере, извлекать корень сложновато будет. Да, забыл сказать, мне ещё нужно измеренное значение выводить на трёхразрядный индикатор. С дробями работать, боюсь-таки не хватит ресурсов МК. Да и винтиков в голове тоже

Вот если так делать:

какую частоту измерения лучше выбрать? И что в итоге получится-среднее или действующее значение тока?
Нагрузка-аккумуляторная батарея. Наверное, лучше взять схему определения действующего значения на ОУ

А после шунта реально поставить ОУ два в одном корпусе?Он усилит(первый ОУ) и отфильтрует(второй ОУ) сигнал,который и будет являться средним током через шунт.

jafarkiller · 14.12.2010, 13:07

Сообщение от Gnider

А после шунта реально поставить ОУ два в одном корпусе?Он усилит(первый ОУ) и отфильтрует(второй ОУ) сигнал,который и будет являться средним током через шунт.

Да, у меня ОУ предполагается, даже два. Один с постоянным КУ, второй-регулируемый (MCP 6S21). Между ними нужно поставить ФНЧ на ОУ, правильно? Не посоветуете, как его правильно рассчитать? Частота ШИМ 488,28 Гц.

Gnider · 14.12.2010, 14:08

Сообщение от jafarkiller

Да, у меня ОУ предполагается, даже два. Один с постоянным КУ, второй-регулируемый (MCP 6S21). Между ними нужно поставить ФНЧ на ОУ, правильно? Не посоветуете, как его правильно рассчитать? Частота ШИМ 488,28 Гц.

ФНч на ОУ рассчитываются любой прогой например filterlab или по формулам в инете.

avp94 · 14.12.2010, 14:26

Сообщение от jafarkiller

Нагрузка-аккумуляторная батарея. Наверное, лучше взять схему определения действующего значения на ОУ

Для аккумуляторной батареи действующее значение не нужно, там считают среднее значение (в ампер-часах) и стабилизируют то же по среднему значению в 99,999%. (если только заказчик по дури не зачудил). Так что пользуйтесь фильтрами на ОУ.

jafarkiller · 14.12.2010, 16:11

Сообщение от avp94

Для аккумуляторной батареи действующее значение не нужно, там считают среднее значение (в ампер-часах) и стабилизируют то же по среднему значению в 99,999%. (если только заказчик по дури не зачудил). Так что пользуйтесь фильтрами на ОУ.

Немного не понял

Допустим, ток в импульсе 20А. Устанавливаем скважность (коэффициент заполнения) 0.5. Тогда среднее за период значение тока будет 10А.
А что покажет мультиметр в этом случае?