Измерение тока в цепях с ШИМ управлением

[Popeye]

Здравствуйте уважаемые. Есть проблема. Сделал управление двигателя постоянного тока с ШИМ. Есть канал измерения тока. Проверял показания тремя цифровыми приборами. Все показаывают приблизительно одно и тоже. При коффициентах заполнения ШИМ 0,2 и 0,8 около 110 мА. Канал собственого измерителя показывает 20 и 100 мА. На постоянном токе разнобой между приборами и собственого измерителя мал.
Есть очень грубый стрелочный измеритель тока (несколько раз дымил). При увеличении коеффициента заполнения показывает увеличение тока.

Есть сильное чувство, что цифровые приборы врут. Так ли это ?

Есть древний стрелочный измерительный прибор, да заховал куда то 10 лет не пользовал. Буду рытся в барахле, может найду.

[ALEX__A]

Стрелочный измерительный прибор постоянного тока при измерении переменных значений показывает усредненное значение измеряемой величины. Увеличение степени заполнения ШИМ приводит к увеличению среднего значения тока, действующего в цепи.

Принцип действия цифрового прибора основан на преобразовании измеряемой величины в пропорциональный ей интервал времени, а далее преобразовании этого интервала в цифровой код. Для этого используется т.н. метод двухтактного интегрирования. Первый такт интегрирования фиксированный во времени. В нем производится заряд интегрирующего конденсатора током, пропорциональным измеряемой величине.

Второй такт - разряд конденсатора постоянным во времени током, т.е. с постоянной скоростью. Время разряда указанного конденсатора будет пропорционально значению измеряемой величины.

Проанализировав метод двухтактного интегрирования мы видим, что время интегрирования постоянно. Т.о. для получения корректных данных, т.е. истинного усредненного значения измеряемой величины, во время интегрирования должно укладываться существенно большее, чем указанное время (порядка тысячи), число периодов измеряемого сигнала, только в этом случае Вы получите верное значение измеряемой величины.

Например если время интегрирования 100 мкс, то для правильного измерения среднего значения измеряемой величины, период следования измеряемой величины должен быть не менее 0.1 мкс.
Разумеется показание прибора будут зависить и от степени заполнения ШИМ поскольку степень заполнения определяет подитегральную функцию, т.е. форму измеряемого тока. Разная форма имеет разное среднее значение.

Указанные факты следует учитывать при измерении средних значений цифровыми вольтметрами, или использовать аналоговые приборы, "время интегрирования" которых определяется их конструкцией и для большинства случаев "бесконечно".

С уважением, Алексей.

[Popeye]

ALEX__A, спасибо за рзъяснения. Правда плохо спал, комары заели, туго соображаю что и зачем
Нашел я тот стрелочный Ц4353. Показания абсолютно те же как и у цифровых приборах.
Ниже схема. РА1 показывает то же, что и измеритель контроллера. РА2 показывает 110-120мА постоянно. Что творится непонятно Чему верить ? А ток мне нужен для измерения оборотов двигателя

-- Прилагается рисунок: --

[sanitar249]

Показаниям РА2 не стоит верить, он измеряет еще и реактивку по цепи встречно-паралельного диода(снимите осциллограммы, и все втанет на свои места).А, для организации контроля за оборотами,я бы посоветовал тахогенератор( или другой НЕЗАВИСИМЫЙ датчик оборотов).
Удачи!

[Popeye]

Показаниям РА2 не стоит верить, он измеряет еще и реактивку по цепи встречно-паралельного диода(снимите осциллограммы, и все втанет на свои места).А, для организации контроля за оборотами,я бы посоветовал тахогенератор( или другой НЕЗАВИСИМЫЙ датчик оборотов).
Удачи!

Осциллограммы снимал. Белиберда какая то. Сплошной шум. А в общем буду верить сигналу на резисторе 0,1 Ом. База схемы мостовой стабилизатор оборотов. В нем сигнал берется оттуда. Тахогенератор ставить не дадут, это точно. $$$$$$$ Самый примитивный энкодер стоит 30 евро. Сам двигатель $45. Ой как не дадут.

[sanitar249]

Сообщение от sanitar249

Показаниям РА2 не стоит верить, он измеряет еще и реактивку по цепи встречно-паралельного диода(снимите осциллограммы, и все втанет на свои места).А, для организации контроля за оборотами,я бы посоветовал тахогенератор( или другой НЕЗАВИСИМЫЙ датчик оборотов). Удачи!

Осциллограммы снимал. Белиберда какая то. Сплошной шум. А в общем буду верить сигналу на резисторе 0,1 Ом. База схемы мостовой стабилизатор оборотов. В нем сигнал берется оттуда. Тахогенератор ставить не дадут, это точно. $$$$$$$ Самый примитивный энкодер стоит 30 евро. Сам двигатель $45. Ой как не дадут.

На плохеньком движке осциллогр. будут "рваными", согласен. Система двигатель-диод стараеться поддерживать энтропию системы в "const.", отсюда константные показатели амперметра.Тогда меряйте внешним Амперметром. А, вообще, если не секрет, назначение данного привода ,так можно дать более точные рекомендации...
Удачи!

[Popeye]

Данный привод будет двигать двери. Разных типов. С пружинами на закрывание и без. Весом от 5 до 50 кило. Потому и нужна хотя бы обратная связь по скорости. Лучше по положению, да 35 евро + усложнение конструкции. И надежность падает. Есть такие конструкции, да по слухам в Англии не хотят работать. Влага. Так двигатель и 2 геркона

[sanitar249]

Данный привод будет двигать двери. Разных типов. С пружинами на закрывание и без. Весом от 5 до 50 кило. Потому и нужна хотя бы обратная связь по скорости. Лучше по положению, да 35 евро + усложнение конструкции. И надежность падает. Есть такие конструкции, да по слухам в Англии не хотят работать. Влага. Так двигатель и 2 геркона

Конечные выключатели, используються в любом случае... Так,что проход двери при нормальном режиме ,между ними использовать за эталон, +-дельта(из разумных соображений)- сигнал"авария".(можно использовать промежуточные датчики).Сигнал"застревание" -по току, в таких системах, так,же не лишне использовать.
Удачи!

[AlexSVC]

Мысли есть.
Если на определенное время выключить ШИМ и померять напряжение на двигателе (т.к.он может работать как генератор) то это напряжение будет связано со скорстью вращения.
Также от коллекторного двигателя идут ВЧ помехи,которые связаны с его скорость вращения,вот тока как их продетектироватьи завести в МК ?

[Popeye]

Если на определенное время выключить ШИМ и померять напряжение на двигателе (т.к.он может работать как генератор) то это напряжение будет связано со скорстью вращения.

Делал Можно. Только надо выждать пока окончится выброс напряжения после выключения тока. Самоиндукция или знает что. После этого можно мерять. Время не малое. Плохо у меня не было больших инерционных масс, редуктор мизер. В результате вибрации Сейчас еще хуже.