voltmetar - gde je tu realno problem

u sto je dobar ovaj grafik, hvala, skino knjigu moram iscitat ..
ono sto sam uspeo da skontam iz ove price je da neke glavne koske ovde predstavljaju

1. spoj dva metala pravi neki napon
2. merenje extra malih velicina / borba sa sumom

i to je to.. sve ostalo mi deluje vrlo lako resivo uz cak ne previse para .. e sad, ja iskreno kada sam poceo da razmisljam o voltmetru pa sve do pocetka ove teme, o nanovoltima nisam uopste razmisljao, da imam nanovolt range na mojim multimetrima sigurno nikad do sada ne bi tamo okrenuo selektor :D ne znam sta bi time merio uopste :D tako da za moje potrebe o tome nisam ni mislio nikad a ocigledno je da je to ozbiljan problem za izmeriti .. za pocetak same pipalice koje treba da mere nanovolte mora kostaju ko bubreg zar ne :D ... sto se price sa termo spojem dva metala ja nekako verujem da to nije znacajan problem i da se to lako kompenzuje u softweru posebno ako se ne radi fenseraj kalibracija sa jednom ili dve vrednosti nego ako se radi "seljacka" varijanta i lepo se kalibrise u vise tacaka (po 2-3 tacke recimo u svakom opsegu, ili bar po jedna tacka u svakom opsegu) i na taj nacin resi problem sa temperaturom... jos uz malo bolje odradjenu stampu, aluminijumom umesto vitroplasta i jos par trikova siguran sam da to moze relativno jeftino da se savlada

e sad .. mozda bude vremena za ove praznike pa se malo edukujem, sad imam odakle ... za sada sam pred kraj ovog pdf-a sto mi macola poslao i dosta toga moze relativno lako da se resi pod uslovom da se seku coskovi za neke stvari :D ... sve mi vise ovo deluje kao projekat u koji vredi uloziti vreme i novac .. opet, ne radi proizvodnje dmm-a vec iskljucivo radi dobrog zezanja i ucenja :) .. najgori mi je turnaround za pcb .. ja nema teorije da pravim pcb sad kod kuce, klozetara, hidrogen, ferihlorid sa malim koji trci i brz je ko munja i prevrce i prosipa sta vidi a moja radna mu je ono "cilj" svake jurnjave .. jedini safe state je da izbacim svu hemiju napolje... kinezi 30dana turnaround ili skupi, lokalno skupo ... a ovo ne vredi breadboardovati ..

---

da dodam, ono sto je meni recimo vrlo "bitno" da voltmetar ima je
promenjljiv load, dakle da mogu da biram sa koliko cu da opteretim kolo,
da li cu da imam neko lowZ merenje kao ovaj banderaski fluke da bi pojeo
parazitske napone, ili cu da budem "normalan" sa 10M ili cu da se
pede... sa 100M, 1000M etc etc ..

---

Da Bogdane,

Što se tiče pipalica, kod tako malih napona je već opasan problem ako ih držiš rukama.

Zakačiš četvorožične pipke pa sačekaš jedno sat-dva u klimatizovanoj prostoriji, i tek onda meriš.

Pozz

Ako te mrzi da sezezaš sa projektovanjem pločice baci pogled na:

http://www.ebay.com/itm/ADS125...ies_ET&hash=item2346dc85e5

---

I to blazen posle par piva, nervoza je MERLJIVA.

Problem je u jako niskim naponima, ali i pri jako visokim. Od aktuelnih problema se susrecem sa visokim naponima i merenjima malih struja pri doticnim naponima, sa jedne, i sa obradom signala niskih napona, uz prisutnost suma oko par milivolti.

Jednostavno sum prekriva korisni signal, i mora da se aproksimira, fituje, simulira...u ponekim slucajevima.

NAravno, osmisljavaju se metode, i koriste neke postojece tehnike za takva merenja, ali bih dodao, da DVM, sa vise od 4 decimale, je nepotreban u 99,99% slucajeva..jednostavno mu se ne moze "pripremiti" uzorak, i sve te (suvisne)decimale gube smisao pred ..recimo pipalicama i kablovima za merenje..
To pokupi vise djubreta od aerozagadjenja, i raznih snaznih vf izvora, da je jedini spas niskofonska laboratorija.

Sve je antena za nesto:) Svaki PCB,kuciste,ekser,konjski grif i sl.

---

@goran, vidjao sam te module, tu ni 16 bita efektivno nemas, sve na plocki je vrlo prosecnog kvaliteta od komponenti do lema a plocka sama je prilicno "obicna" ..

---

Bogdane,

Moraš da shvatiš da su sa nekoliko desetina milivolti opsega 16 realnih i čistih bita "babaroga" od rezultata, osim ako ne meriš baterije na stolu (a i to nije slatko kada i ADC ne napajaš baterijski, u prevodu: skoči pa reci hop).
Normalno sa podrazumevanjem dobre linearnosti i male apsolutne greške.

Vladd veoma lepo kaže da je neki broj decimala u velikom broju slučajeva beskoristan, osim da ti u kratkim intervalima nagovesti tendenciju događaja (eto ipak neke koristi).

Nije to uopšte tako slatko kako bi rekao na prvi pogled. Čim pređeš sa baterija na stolu na nešto što ima dugačke žice i nije u "sterilnim" uslovima, problemi masivno narastaju.
Ma koliko malo skočiš na par metara žice u realnom okruženju, sledi ti diferencijalni ulaz sa opakim CMR, predena parica, pažljivo natrimovane ulazne bias struje, možda reverziranje polariteta i sinhrono dekodovanje, a ne daj bože ako meriš na primer PH elektrode koje imaju unutrašnju otpornost od reda 1Gohm, i kojima možeš da skokaš vek na nedelju dana ako imaš nedovoljnu impendansu ulaza (jer se troše nalik baterijama), a potencijalni vek im može biti i par godina uz korektno opterećenje, a pri tom koštaju po 300+ evra po komadu. Shvatiš onda zašto je pametno upotrebiti na primer TLC27L9 militarac koji nema ama baš nikavu elektrostatičku zaštitu na ulazima, i sa kojim moraš kao po jajima, da se uzemljavaš i dok dišeš, jer pogine ako imaš sintetičku majicu i naglo mu se približiš :-), sa kojim napraviš diskretni front-end, pa tek onda ADC, i slične zaluđice. i na primer zaboraviš da se elektrostatički isprazniš dok zabadaš BNC od PH elektrode,a ona ti je na suvom, tj. još nije umočena u bazen sa tečnošću. I.. mrtav ti je TLC27L9, ne trpi podnožje već moraš drugi zalemiti sa skidanjem laka sa pcb, uz sve mere opreza oko uzemljavanja, i naravno čišćenje svega do perfekcije pa opet lakiranje.
A pri tom si u nekoj podrumčini gde se obavlja neutralizacija otpadnih voda posle cinkovanja i niklovanja, gde plačeš posle dva minuta kada uđeš od isparenja, i sve oko tebe je masno mokro slinanavo i pojedeno od agresivnih materija, a komad PVC plastike postane po površini provodljiv posle dva dana u tom prostoru i ukapiraš da je IP65 apsolutno nedovoljna mera za takvo okružeje, i to van bazena...

Meriš na primer nekoliko temperatura, termoparovima, sa jednim mltipleksiranim ADC, a termoparovi svi pojaedinačno uzemljeni na gvožđuriju mašine i rasuti na nekoliko metara rastojanja međusobno. Ok kažeš. Diferencijalni ulazi, opseg nekoliko desetina mV, kompenzacije termoparova, bias struje teku kroz zajedničko uzemljenje, lako ćemo to...
I škljocne neki moćan komtaktor što uključuje motor pumpe od 50KW i pocepa ti ADC kao svinja masne novine i naravno šlogira MCU, i to indukujući radioalasom ili transformatorskim efektom stotinak volti u delovima gde ti vodovi nisu parica, ili jednostravno praveći razliku napona na oksidacijama između delova razuđene mašine, a sistem nulovan, tj nula i zemlja dele istiu šinu, doduše 1974. je sva to bilo sasvim u dobrom spoju negde u Nemačkoj :-). Pa kad te jednom ujede guja onda praviš zaštitu na ulazima kao da će dnevno dva puta grom da udara u prvu komšijsku banderu.

Sve apsolutno zavisi od toga šta to baš želiš da meriš i koliko dobro. Meriti po stolu, baterije ili po uređajima koncentrisane građe je mala maca, veruj mi na reč. Tu svaka lopata od ADC i izvedbe front end prilično zadovoljava.
Osim toga, strahovita je razlika kada jednim ređajem meriš jednu veličinu, ili isto tako jednim uređajem više veličina, razbacanih na desetine+ metara rastojanja i u gadnom okruženju.

Odin D je postavio izvrstan dokument, u kom je mnogo toga (najveći deo) rečeno, ali taj dokument je prilično nerazumljiv ljudima koje iskustvo nije opeklo.
Lepo i veoma sažeto, i mali Perica odmah zamisli da ona ženska stvar stoji možda i horizontalno. Super kažeš, drajvujemo unutrašnji grafitni širm niskoimpendansnim izlazom-folowerom, kao za EKG. Međutim, kako napadneš koji dodatak za poboljšanje, on takođe nosi brdo problema radi sebe samog, kao korisnog dodatka.
Malo po malo i nakupi se gomilčina nekih komponenti i materijala posebnog kvaliteta... Otud cena i komplikacije.

Pitaj na primer Bracu Ninkovića (član na forumu), kakve je probleme imao sa tribo efektima kablova kod merenja piezo davača na nekom kompresoru koji vibrira nekoliko milimetara. Dok nije sveo vibracije kablova na minimalno moguće, od merenja nije bilo ni M.

Kao što kolega @vladd kaže: kod niskih napona termonaponi i oksidi, triboefekat, piezoefekat, curenja kod visokih impendansi, problemi magnetnih petlji kod niskih impendansi, zagađenje elektronskom bukom, i td i td.., dok kod visokih korona i raznorazna puzanja i curenja na sve strane, i brdo ostalih jonizacionih efekata, a tek životni vek izolacija i još gomilčina nenabrojanih s*anja. Kod visokih impendansi jedni problemi, kod niskih drugi...

Kažem opet, majka je od opuštanja kada treba meriti opseg ranga 1-5V ili slično.To je mnogo lepo i nogama se radi ako rezolucija bude 2-4000, pa neka bude i 9999 ništa strašno. To već lagodno radi dual slope sa bajatim OP07, i to da ubija kako radi. A matori dulal slope i multislope ne samo da ne teba podcenjivati već je majka svih majaka kada se ne žuri sa merenjem.

Problemi počinju ispod 100mV i iznad nekoliko stotina V, kao i preko nekoliko metara žice sa zajedničkom referentnom GND.

Pozz drugar

P.S.

Mislim, teoretišemo, k*njamo i slično, ali svi ti problemi realno postoje. Pa onda bar da ih pomenemo.

Heh i samo da ti kažem da sa diskretnim dual slope koji je pristojno napravljen, lakše dohvatiš 16 bita za 0.5 sekundi uzorkovanja nego sa gomilom navodno 24 bitnih ADC sa istim vremenom osrednjavanja reziltata, posebno sada kada je "porcija" vremena na jevtinim MCU reda manje od 100nS.

Kada se ne žuri sa rezultatom to je opaka spravica jednostavna i jevtina do bola.

kapiram ja to odlicno, no velika rezolucija moze cesto da bude vrlo korisna iako je tacnost mnogo manja od rezolucije .. imao sam prilike mnogo puta do sada to da iskusim posebno kada su neki senzori u pitanju .. dobra detekcija promene je extremno znacajna, absolutna vrednost i nije bas... naravno super je i kad imas tacnu vrednost ali ako znas kolika ti je tacnost instrumenta ta rezolucija moze bas bas da znaci .. posebno, ako mogu da napravim load onakav kakav ja hocu .. sada za to koristim aktivne sonde na osciloskopu i to mi radi posao ali bi mi bilo mnogo cesce mnogo brze i lakse da to odradim sa dmm-om



mene izujedala zmija do sada vise puta kada su te stvari u pitanju ... moje sprave obicno rade i pod busilicom i sa mnogo kilowata skljocanja okolo :D ... ulazna zastita za spravu mora da postoji .. e sad, ja spomenuh neki multipraktik koji "jednom" sebi zelim da napravim a koji naravno ne moze da radi bez merenja napona posto se na kraju dana sve svodi na merenje napona u nekoliko tacaka .. elem, mislio sam da zastitu pravim za ceo device a multipraktik interno odradi sa svih svojih delova kondiciju signala do voltmetra .. tako da realno za sam VM imam 0-10V recimo .. a kondiciju signala zastitu i slicno rade delovi multipraktika ispred ..
za "univerzal voltmetar 0-800V" svakako moram da imam delitelje za rangeove, moram da imam ulaznu zastitu etc .. moram da imam konditioning signala .. neke delove tog modula smo spominjali ... tu je zastita MEGA bitna ... a moram da priznam da nemam blagu ideju kako bi napravio tu zastitu .. mislim, znam lako kako da napravim zastitu ali da mi rezolucija bude 100mV :D ... mozda bi umeo i do 1mV da se spustim, na zalost ispod toga nemam blaaaaaaaaagu ideju kako bih odradio zastitu .. posto ove neke stvari koje ja inace koristim unose bas dosta suma i sve je to "poveliko" .. tako da o tom delu jos nisam ni poceo da mislim .. to sam mislio da krenem malo da kopam seme kako to rade ovi u ozbiljnim instrumentima .. da kupim par matorih benchova za kupusanje i spaljivanje da vidim kako se ponasaju kad ih zakucas na razne nacine ... htedoh bas da pravim onaj ESD discharger mada me upaljaci dosta lepo sluze za sada :D


e tu si rekao nesto jako bitno. ja nemam ideju da se bavim proizvodnjom unimera :D bole me uvo za sumporne okside u rudniku dijamanata u kongu ... sprava o kojoj uopste razmisljam (ako se ikad desi da je budem pravio) je iskljucivo za moj radni sto - dakle nikakvu to fabriku nece videti .. a pritom, posto pravim one-off, nije mi nikakav problem da svaki deo stavim u oglodanu bakarnu kockicu :D ... nema veze dal ce sprava da tezi 2kg ili 20kg bas me briga nece niko da je mrda :D ...



uh, taj tekst je vrlo gusto pakovan, jos nisam ni 10% prosao, moram neke stvari po 2-3 puta da procitam, sadrzi mnogo vise stvari koje ne znam od onog koji si ti stavio ... no i njega moram jos koji put da procitam nisam bas 100% siguran da sam sve skontao


preko nekoliko stotina V me realno ne zanima :D to je za moja interesovanja potpuno beskorisno i mislim da tu pored "tacnosti" efekat sigurnosti ima mnogo veci prioritet tako da se ne bih ja zezao sa vise od 600, max 800V .. realno da mogu da izmerim 400V izmedju 2 faze i da imam 20% preko marginu je ihahaj dovoljno ...

sa druge strane ono ispod 100mV me do jaja zanima, ne da mi nesto cesto treba ali me zanima da resim te probleme da nesto naucim :)
fora je da imam isti uredjaj koji ima zastitu da udje 400V a da moze da meri ispod 1mV ..



naravno, cela tema je napravljena BAS za to, da spomenemo sve te probleme koji postoje

---

Pošto je vrlo jasno šta hoćeš, onda bih ti predložio običan diskretni poboljšani dual slope ili multislope sa snažnimi dugačkim otpornikom ka spoljašnjoj sredini. Sve odjednom dobiješ: multirange, rezoluciju, laku autokalibraciju i uklanjanje ofseta, zaštita sa obične dve diode antiparalelno i td i td. Sada ima veoma moćnih op-amps i digitalnih prekidača sa malim charge, a ti naravno nećeš praviti onog besnog Pakarda već dobrih 16 bita, i tu ti ne trebaju neke ultraspecijalne mere.
Neki na primer LME49720 i 4016, jedan CCP modul iz MCU i još jedan pin za kapiju i ende.

Dva cela pina i još plus sve se može lako rastaviti brzim optokaplerima i da ostane solidno tačan.
Onaj Pakardov žurnal ima baš lepih info za tu temu, samo što je razgaženo do besa zbog ekstremne rezolucije.
Ti već ne moraš da se rveš sa mikronabojima kapija. I pošto ga sam napraviš savršeno mu poznaješ sitna crevca.

Uopšteno gađaj na AD konvertore integratorskog tipa i ne previše brze.

nije bas jasno ... mislim ... istu pricu vec 10 godina preglabam sa 20 istih ljudi, ja kupim ovaj dmm, onaj dmm, bench dmm .. oni se pate sa kinezima koji crkavaju raspadaju se etc .. i oni bi da prave dmm "sta je tu tesko" i onda krene prica i traje prica pa prodje prica ... i tako u krug .. meni jos jedan dmm ne treba, imam ih isuvise .. ono ako mi treba neko siljenje da odradim mnogo dobar drugar ima 3456a, nije azdaja kao ta tvoja ali azdaja none the less :D .. tako da, ja sam samo tu pricu koju preglabam vec 10+ godina (a koja je krenula opet sa jednim kolegom pre neki dan) prebacio ovde .. iz vise razloga

1. kada za 2 godine ponovo krene prica sa nekim ne pricam nego mu posaljem link
2. kada za 2 godine ja budem hteo da se setim zasto nesto nije/nisam/necu vratim se ovde
3. ovde ima mnooogo ljudi sa mnooogo vise iskustva (ja elektroniku NIKAD nisam radio za pare, dakle moje iskustvo je extremno limitirano, ovde ima ljudi koji su ziveli od elektronike kad sam ja bezo caletu iz jednog jajeta u drugo da se ne rodim kod komsinice) a neki od njih cak i podele to svoje iskustvo sa drugima
4. ocu nekog ... naucit :)


dakle nemam ja od prvog dana neku zelju da ovo pravim!!

e sad, ja imam u planu neki drugi device da pravim, jednom, kada bude bilo vremena .. neki moj multipraktik koji ja zelim da si napravim vec mnogo godina koji bi merio sve i svasta i bio vezan na ethernet ... da radi od jednostavnih stvari (data loger), do obicnih stvari (volt, ohm, amp, freq, dc...) pa do nekih drugih tipa ispitivanje otpora necega sa promenom temperature i logovanje toga, merenje % korisnog dejstva dcdc napajanja u nekom opsegu ulaznog i izlaznog napona, do utility stvari tipa punjac za baterije, konditioner za baterije, tester za tranzistore i ttl kola, programator, jtag etc ... i u toj spravi je potreban modul za merenje napona .. zgodno da je vece rezolucije, nepotrebno da je mega tacan, naravno sto linearniji to bolji .. ali nista uber specijalno .. e sad, bilo bi lepo da moze da se spusti u nanovolt range, bilo bi lepo da moze da meri napon sa 1G loadom ... ali ..


bio je neki dual slope za '51 sa 4053 nekad davno .. mislim da sam vidjao tu semu na netu .. bila je po casopisima .. tl082 sam koristio ili tl072 ne secam se .. radilo je to ok mada danas ima toliko adc-ova ..





pa generalno mislim da je brzina tu prilicno nebitna .. takodje mislim da su ovi single i dual slope mnogo tacniji od sigma-delta .. tj, ja nesto nikako ne volim te sigma-delta to mi je ko onaj sonijev standard za audio .. nekako nemam pojma .. lose osecanje .. mislim ja ako to budem pravio ja cu da koristim minimum 2 adc-a za merenje, i to razlicita :)

---

Više je u indirektnoj nego direktnoj vezi sa ovom temom, ali bi tebi možda moglo biti interesantno: Dr johnson's signal integrity lab*
Fina teorija smućkana sa dosta praktičnih primjera demonstriranih u labu.
Naglasak je na high speed (RF) ali kad se radi o slabim signalima ili velikoj preciznosti, isti koncepti i izvori problema su na sceni.

*_{Ovo je oficijelni link, mada odgovarajući search na googletu izbaci i poneki "jeftiniji" izvor :)}

Poucan je primer ovaj Dzonsonov lab. I kao ideja da se sakupljeno znanje sprovede u odredjen pasivni profit.

Problem je sto su problemi solidno razliciti. I jedino je vazno DRZATI sve, ili vecinu(najbollje je sve) moguce varijante desavanja i aspekte posmatranja signala.

Kao sto gosn macola rece, sitni naponi do par desetina volti, i recimo audio frekvencije su savrsena "mala maca" za igranje na visokobrojnim decimalama.

Mozda se ja nisam predobro izjasnio. Sustinski su nepotrebne 7 i osma decimala, ali ih TREBA imati ako se "zapliva" u neke probleme.

Tada je sigurno da je SAM instrument "obradio" vecinu "problema" osmatranja signala, napona ili sta god, nece se sedma decimala uzimati zdravo za gotovo, ali ce konzistentnost merenja na potrebnim tacnostima biti izuzetno pouzdana.

Dobro je da je instrument par klasa tacnosti iznad zeljene, potrebne tacnosti merenja, ali je NEMERLJIVO bolje ako je sa "sedmom i osmom decimalom", tada su "reseni", a osim resenja i STABILNI efekti koje sam instrument unosi u "sistem".

I to u nekoliko sfera, voltmetra, ommetra, ampermetra...mada bi i samo voltmetar resio brdo problema, uz definisani stabilan strujni izvor, eto preciznog ommetra, a uz ozbiljan sant i ampermetra.

Sustina je u samom merenju, posmatranju specificnih (a ne mosta preko potoka) pojava, i njihovih elektricnih velicina, u "otezanim uslovima", odnosno specificnim zahtevima...tipa malih struja na 1000-2000V, rms napona nekoliko milivolti, visokoomskih izvora ili potrosaca...

Ovakvi, slozeni i razradjeni do (sitnih a vrlo bitnih)detalja instrumenti, imaju jasan impakt na "pojavu" kojoj se meri elektricna velicina, jasan i PONOVLJIV, stabilno i sigurno "ucesce", i plus odlicnu imunost na "bocne efekte" u procesu koji se zove "merenje".

@Odin D. Ovaj link mi izgleda bas zanimljiv. Hvala za info!

---

Ja imam na lageru 74CBTLV3253 i CBT verziju, mega brza kapija (ja koristio na 100+ MHz) sa prilicno malim Ron oko 5Ω (4016 ima oko 400Ω). Mogu ustupiti nekoliko primerka ako hoce Bogdan da se igra sa tim … Imam i LME49720, takodje raspolozen da ustupin u ime nauke … Imam i "ludje" OP-ove od njega (svega par uzoraka), npr OPA2211 ako zatreba ;) BAV99 za zastitu ...

_{[Ovu poruku je menjao mikikg dana 28.12.2014. u 11:16 GMT+1]}

---

Ako hoće da ide na high precision mislim da će morati da zaboravi silikon i da radi sa relayima.
Ja, kad god sam radio sa nekim takvim DMM-om - bio nov ili stari, čak i sa daleko manjom preciznošću - čuo sam unutra škljocanje.

Treba probati sta bolje radi. Moguce je iskoristiti jednu kapiju iz istog IC (jer je veca sansa da su elektricno vrlo slicnih karakteristika) samo za kompenzaciju …
Shvatam da relej ima bolje elektricne osobine ali isto tako vidim problem kad integratora (mislim na dual-slope A/D) gde se broje neki clock ciklusi brzinom 1+ MHz a ti relejom startujes i stopiras to brojanje (ne u bukvalnom smislu, startujes/stopiras integraciju tj prelaz u deintegraciju).
Po meni su releji za range switch zakon, ali kada se tu barata nekim vremenom mislim da to nije dobar izbor ...

---

Mislim da je u pitanju samo "autoranging", izbor opsega.

Rele ima svojih prednosti u odnosu na neke preklopnike, narocito one otvorenog tipa, medjutim preklopnici zatvorenog tipa su cesci u lab spravama.

Rele nudi neki konfor, ali i neke sitne mane s obzirom da se nalazi na liniji merne velicine..sila drzanja kontakata je mala, sto proizvodi neke kapacitivnosti..

Mada niste još sredili dc deo evo ga dobar RMS konvertor : http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1968f.pdf

---