Bộ khuếch đại thiết bị - cách sử dụng chính xác


8

Tôi đang cố gắng thực hiện một số phép đo dựa trên một kỹ thuật đặc biệt được sử dụng để phát hiện sự ăn mòn trong cốt thép của khối bê tông. Ý tưởng là để đo sự khác biệt tiềm năng giữa điện cực và cốt thép:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Tôi đã thử nó với một vôn kế thông thường. Nó hoạt động tốt. Sự khác biệt tiềm năng nằm giữa 0V và 1V.

Bây giờ, tôi muốn làm điều đó với một bộ điều khiển vi mô. Ý tưởng của tôi là kết nối hai đầu vào (điện cực và điện thế cốt thép) với đầu vào của bộ khuếch đại thiết bị và sau đó đọc đầu ra với đầu vào ADC của bộ điều khiển vi mô.

Để làm như vậy, tôi đã sử dụng INA118.

Tôi đã bỏ kết nối đầu vào Rg để đạt được sự thống nhất.

V + = 5V V- = GND (do đó "hoạt động cung cấp đơn") Vo = đầu vào ADC (có tụ 100nF đến GND) Ref = GND

Tôi cũng kết nối hai điện trở 1MOhm giữa Vin -, + và GND.

Bây giờ vấn đề là tôi không có gì trên đầu ra của INA118. Chính xác hơn là tôi có 30mV luôn; ngay cả khi tôi chập mạch Vin + và Vin-.

Có chuyện gì với mạch của tôi vậy?

Tôi có nên thêm điện áp bù vào đầu vào của INA118 không? Tôi đã đọc rằng: "Với hoạt động cung cấp đơn lẻ, V + và V Ảo phải là cả 0,98V so với mặt đất để vận hành tuyến tính."

Hoặc là nó là hiện tại thiên vị đầu vào quá thấp?

Cảm ơn bạn

Hình ảnh của mạch: nhập mô tả hình ảnh ở đây


Bạn có thể đăng một sơ đồ của mạch vi điều khiển bạn sử dụng?
AndrejaKo

Là một người dùng mới, tôi không được phép đăng một bức ảnh rõ ràng.
Pelotudo

Điện áp thực tế ở đầu vào là gì?
Rocketmagnet

Tôi sẽ phải kiểm tra. Tôi không có mạch ngay bây giờ. Mạch ít nhiều giống như phần trên của hình 3 từ biểu dữ liệu: ti.com/lit/ds/symlink/ina118.pdf Sự khác biệt là không có Rg, các điện trở là 1MOhm và đầu ra được kết nối với ADC của PIC DSPIC33FJ.
Pelotudo

1
FYI, đây là một văn bản cổ điển trên InAmps: Hướng dẫn của người thiết kế về bộ khuếch đại thiết bị . toàn bộ tài liệu , hoặc được chia thành các chương
Nick Alexeev

Câu trả lời:


7

Vấn đề phạm vi điện áp đầu vào. Với nguồn cung cấp 0 & +5, phạm vi đầu vào chỉ từ 1 đến 4 volt. Đầu vào của bạn ở dưới phạm vi mà amp này sẽ hoạt động. Kiểm tra "phạm vi đầu vào tuyến tính" trên biểu dữ liệu.

Một cách khắc phục là lấy điện áp âm trên V-. Một cách khác là thiên vị một đầu của phép đo điện áp. Ví dụ, thiên vị phía thấp đến 1,5 V và để lại phía cao không thiên vị / trở kháng cao.


Tôi hiểu ý bạn là gì. Tôi có thể thử hai tùy chọn. Về giải pháp cung cấp điện áp âm, tôi không có điện áp âm đối với mặt đất của vi điều khiển. Tuy nhiên, tôi có quyền truy cập vào một nguồn cung cấp điện đầu ra 12V. Tôi có thể đặt Vss thành gnd, Vdd thành 12V và Vref thành 6V để có In Amp giống như khi nó được cung cấp cho + -6Volts không?
Pelotudo

Bạn có thể. Nhưng bạn vẫn phải thiên vị tín hiệu điện áp. V- vẫn sẽ là 0 V, đầu vào tối thiểu 1 V và đầu vào điện áp không thể nối đất.

2

Như đã được đề cập, mạch của bạn không hoạt động vì bạn đã vi phạm phạm vi chế độ chung của bộ khuếch đại. Đây là một ví dụ khác khi đọc bảng dữ liệu một cách cẩn thận sẽ tránh được một lỗi rõ ràng.

Một sửa chữa đơn giản là để có được một amp với phạm vi chế độ phổ biến kéo dài đến mặt đất. Tuy nhiên, bạn có thể dễ dàng thiên vị amp bạn có ở gần giữa phạm vi của nó như vậy:

R1 và R2 tạo thành một bộ chia điện áp để tạo ra 1/2 điện áp cung cấp. C1 làm giảm các tần số khó chịu có thể có trên nguồn cung cấp đủ cao để mạch hoạt động của amp không thể loại bỏ nhiễu như tín hiệu chế độ chung. R4 và R3 áp dụng điện áp phân cực cung cấp 1/2 này cho mỗi đầu vào.


Liệu giải pháp này giả định rằng chúng ta biết trở kháng của nguồn điện áp, và trở kháng là không đổi?
Rocketmagnet

@Rocket: Nó giả định rằng nguồn điện áp có thể xử lý chênh lệch 2 MOhm. Đây là tải tương tự mà OP đã áp dụng trong mạch ban đầu của mình, vì vậy tôi chỉ sao chép nó vì chúng tôi chưa được cung cấp bất kỳ thông số kỹ thuật nào khác. Về cơ bản, đây là mạch của OP với hai điện trở 1 MOhm sẽ bằng 1/2 điện áp cung cấp thay vì nối đất.
Olin Lathrop

Vâng, tôi đã có một chút mơ hồ về điện trở kéo xuống của anh ấy cho cùng một lý do. Ý tôi là, không phải là điểm của InAmp để đối phó với các nguồn trở kháng rất cao sao? Một miếng bê tông có bao nhiêu ổ đĩa?
Rocketmagnet

@Rocket: InAmps thường có trở kháng thông lượng cao, nhưng đó không phải là lý do duy nhất để sử dụng chúng. Điểm chính là đo vi sai thực sự với mức tăng cố định và đã biết. Đôi khi trở kháng imput cao là cần thiết, nhưng đôi khi không. Tôi không biết trở kháng của pin bê tông và cốt thép là gì, nhưng 2 MOhm nghe có vẻ đủ cao để đo điện áp của nó.
Olin Lathrop

1

Điện trở của bê tông (nếu khô) có thể khá cao, lên đến GOhm và không ổn định (phụ thuộc vào độ ẩm - có thể thay đổi 3 bậc độ lớn! Diện tích điện cực của bạn, lực tác dụng lên nó, ..). Vì vậy, điện trở đầu vào 1MOhm có thể chỉ cần rút ngắn điện áp mà bạn muốn đo. Tôi sẽ sử dụng Bộ khuếch đại thiết bị đầu vào FET. Hoặc sử dụng vôn kế trở kháng đầu vào cao với giao diện máy tính. đã thêm: Tôi đã kiểm tra: đồng hồ đo bê tông tôi tìm thấy trên internet có điện trở đầu vào 100MOhm, điện cực loại 2MOhm và dải xốp để tiếp xúc tốt. Có thể có vấn đề là trong điện trở tiếp xúc giữa điện cực và bê tông?.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.