低内阻电流表初步试验成功

barracuda

对于电流表来说，内阻越小越好，尤其是测量大电流时，内阻越大，电流表所消耗的功率越大，自然压降也越大
而测量小电流的时候，某些时候也希望压降越小越好
一般数字万用表的2A分流电阻都是0.1欧，满度2A时压降为0.2V，看起来不高，但是比如给1.2V的镍镉电池快速充电时
这0.2V压降就被充电器认作电池电压，很有可能提前终止充电

降低电流表内阻就意味着取样电压也随之减小了，取样电压的减小就意味着对电压表要求的提高
电压低可以用放大器放大，但是放大器也不是理想的，会引入漂移，干扰等一系列问题，尤其放大倍数越高越是如此
所以，也不能一味靠放大器

本次实验采用10mΩ四线精密检流电阻，AD8228低增益低漂移精密仪表放大器做放大
争取做一个量程为0-2A，内阻为10mΩ的电流表，满度压降20mV
放大10倍，表头满度200mV
目的是看看这种方式工作情况，视实验情况或许会采用1mΩ检流电阻
就是放大100倍，表头满度200mV
AD8228是固定增益的精密仪表放大器，增益有10和100两挡，感觉上很适合这里
增益是10，意味着你输入0.1V电压，输出就是1V电压，放大10倍
当然这是理想状况，实际上噪音、干扰也会被放大
AD8228的介绍




这是所用的电阻，左右外侧是电流通道，中间两个脚是电压采样通道
这种电阻不便宜，国产的在中关村也得卖到20大洋左右，而且全部没有现货，必须订做，最小100个


这是放大器芯片，因为是SSOP封装，所以做了一个转接板


放大器需要正负双电源供电，还有一个参考电压输入，所以搭建了一块辅助板
由ICL7660做正负电压变换
由于放大器要求参考电压源内阻不能大于1Ω，所以用OP07运放做缓冲器
3296电位器就是调节参考电压的，也可以说是调整零点



工作中的辅助板



工作中的检流电阻
没有连接电流引线，因为是实验，走电流时用鳄鱼夹夹上就行了


工作中的AD8228，严格来说，这种精密仪表放大器引线这么长是忌讳的
因为很容易受到干扰，不过这是做实验就无所谓了


通电，表头是以前自制的4位半数字电压表
4.8V镍氢电池组供电
目前输入电流为零，由于干扰和芯片自身因素，读数有4个字左右的漂移，不过已经很不错了



测量12V LED灯条，用万用表测量这个灯条在12V供电时电流为0.37A
测试为0.369A，相当不错
第一次测出0.353A是接触不良，动了一下就好了



测试12V射灯，万用表20A挡测出是1.73A
这里测出1.691A，也很好了

园丁

好作品，赞一个！

老勐

其实电流表的梦想不就是内阻为0吗，楼主为我们带了一个好头。

从实用的角度看，温度的稳定性、抗干扰能力以及测量的线性是要经过严格的考验的，此外由于系统组件的增加也带来意外损坏概率的增大。过硬的性能就是这样一点一滴地提高。

老国哥

好作品！支持一个。

barracuda

老勐 发表于 2013-7-5 22:32
其实电流表的梦想不就是内阻为0吗，楼主为我们带了一个好头。

从实用的角度看，温度的稳定性、 ...

的确很难，10毫欧通过10倍放大测量2A以下还可以，但是1毫欧通过100倍放大就不行了，没有电流通过的时候，一样有几十毫伏电压输出，而且飘忽不定。估计跟运放引线过长有关

2sc3357

楼主看来米很多啊，用的都是贵芯片

e3po

barracuda 发表于 2013-7-6 03:33
的确很难，10毫欧通过10倍放大测量2A以下还可以，但是1毫欧通过100倍放大就不行了，没有电流通过的时候， ...

         还得考虑热电动势.


         

binbinzhang

楼主技术水平太强了

飞越无限

采用运放并配合另外一个取样电阻与被测电路无关的线路是可以将电流表的内阻做到1微欧左右的。将来有空的时候我可以做一个玩玩

shiuyipyuen

barracuda 发表于 2013-7-6 19:33
的确很难，10毫欧通过10倍放大测量2A以下还可以，但是1毫欧通过100倍放大就不行了，没有电流通过的时候， ...

您请参考放大器件的原厂资料.欠很多细节的地方和元件.这不能省

barracuda

shiuyipyuen 发表于 2014-5-23 11:17
您请参考放大器件的原厂资料.欠很多细节的地方和元件.这不能省

是的，缺省后的效果非常差

meinhard

楼主做的很高端啊，但是导线的电阻计入以后，会不会附加上远远大于0.2欧的阻抗呢？之前用过 感应式的直流电流表，就像交流卡表一样，不过探头很小，优点是分辨率高，还不会附加导线阻抗，真实反映电路中的电流。。。。。