[BETA] Diskuzní fórum Elektro Bastlírny

Příklad 1 ano, tam to platí. Nicméně při použití matematického modelu dané technologie ale lze dopočítat např. teplotu měřenou více termočlánky (= více měření na více místech) přesněji, než jak ji termočlánky přímo změří...

U příkladu 2 bude výsledný průměr 0, vstup nepřekročí ani první bit. Ona ta metoda má nějaké podmínky, třeba šum alespoň 1LSB...

Ano, přesnější měření = přesnější výsledek.

Ale opakované stejně (ne)přesné měření nelze vylepšit větším množstvím vzorků.

Tím lze (ale zase za přesně definovaných podmínek) např. potlačit šum měření, chyby měření, náhodné chyby atd. - a speciálně v případě převodu proměnné analogové veličiny do digitálu a následné "rekonstrukce" zpět do analogové podoby poněkud "zlepšit" výsledek.

Ruprecht píše:...třeba šum alespoň 1LSB...

Náhodný šum s amplitudou alespoň 1LSB je jednou z nutných podmínek pro korektní oversampling a decimaci = zvýšení počtu bitů, tedy zvýšení rozlišení měření.

Už jsi to povýšil alespoň na náhodný šum - ovšem náhodný alias stochastický šum je veličina víceméně teoretická, v praxi to bude problém prokázat, že výsledek měření byl zpřesněn na základě čistě náhodného šumu.

Kolegové Asi jsem popsal věc moc jednoduše, pokusím se to napravit.

Pokud bude měřená hodnota (i převodník) absolutně stabilní, pak samozřejmě měřit s převodníkem s rozlišením cca 5mv /AD step cokoli s přesností vyšší než oněch 5mv je blbost. Jako okamžitá hodnota určitě.

V praxi se ale u proudových čidel ve spojení s ADC s absolutně stabilním výstupem nesetkáváme. Výstup čidla je modulovaný šumem, ani jeden výrobce nemá nižší rozkmit šumu než +- 5mV (tedy minimálně +-1 AD digit, a to jen u odporových čidel, ostatní bývají o dost horší). Jeho charakter bývá většinou symetrický okolo měřené hodnoty. V takovém případě, lze při několikanásobném vzorkování usuzovat velmi přesně na výsledné hodnoty až se stabilní přesností 0,05 AD digitu a to myslím naprosto vážně, protože to máme ověřené dlouhou praxí (závisí to samozřejmě na počtu vzorků a délce vzorkovacího cyklu). Tolik tedy k přesnosti systému. Důkazem je test s velmi pozvolným zvyšováním proudu čidlem a na výstupu odpovídající spojitě stoupající hodnota průměru výstupu převodníku. Tedy alespoň ve smyslu žádné schody po pěti milivoltech.

K linearitě grafu Vf diod - ano grafické vyjádření s logaritmickou osou je pro účely grafu správné, ale ne pro účely moje. Abych byl výstup čidla lineární, muselo by Vf stoupat lineárně s proudem a ne jeho logaritmem. Navíc se do proudu diodou montuje ještě proměnný odběr samotného LTC, který také teče přes diodu (uvažujeme-li nejen proměnný měřený proud, ale i proměnné měřené napětí, například u solárních panelů), takže ve výsledku s diodou v podstatě lineárních výsledů dosáhnout nelze. I když z mých testů vyplynulo, že při použití výkonové Schottky diody (výkonové proto, že má malou změnu Vf na proudu, tedy jako několik nevýkonových paralelně) je linearita čidla velmi slušná. Řádově pod 1% v rozsahu 0-20A.

Ovšem řešení s odporem z +5V napájení převodníku je lineární přesně, takže už to není třeba rozebírat. Navíc pomáhá i jiným způsobem, kdyby při náhodném impulzu napětí na výstupu čidla překročilo +5V, tak ho odpor bude naopak snižovat, což může přispět k zabránění zničení převodníku. I když bych tam stejně dal jako ochranu Zenerku na nějakých 5V1 nebo tak něco.

Viděl jsem, jak přišel umělec a v poledne zapojil nízkovoltové solární pole do střídačů, jen tak, žádné vypínání. Odhadovaná špička do elytů střídačů mohla být okolo 200A a napětí na výstupu čidla klidně přes 15V. Pak se hrozně divili, že ADC přestal odpovídat.

pavlii píše:K linearitě grafu Vf diod - ano grafické vyjádření s logaritmickou osou je pro účely grafu správné, ale ne pro účely moje. Abych byl výstup čidla lineární, muselo by Vf stoupat lineárně s proudem a ne jeho logaritmem.

Ještě jste nezdůvodnil požadavek lineárního převodu proudu na napětí. Trochu si odporujete:

pavlii píše:Tak jsme hurá do toho vlítli a čekali jsme možnosti měření v řádu miliampér. (Horní mez čidla je asi 50A).

To by znamenalo měřit na 50A s relativní přesností 1/50000, čili 0,002%. Čekáte, že například referenční napětí udržíte s takovou přesností? Pokud si věříte, že udržíte referenci s přesností například 0,1%, pak při rozlišení na 0,1mA při 100 mA by to znamenalo smysluplné rozlišení 50 mA při 50A. Lineární převod má smysl při poměru horní a spodní hodnotu tak do 10:1. Při větším poměru se dosažitelná přesnost na obou koncích rozsahu bude příliš lišit. Zde je pak výhodnější logaritmický převod. Ptám se znovu, k čemu je rozlišení na jednotky mA při hodnotě proudu 50A?

Referenci máme řešenou obvodem LT1461.
http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/1461f.pdf
Maximální mez nepřesnosti má katalogově 0,04%.

Pak záleží taky na ADC (bez komentáře, chce to vybrat nějaký sakra lineární)

V řádu jednotek mA jsme pouze chtěli, aby se to "hýbalo" ale desítky mA jako přesnost stačí. I když po poslední kalibraci v pátek to ukazovalo slušně i v jednotkách mA.

Je mi jasné, že takto velké rozsahy se řeší vícerozsahovými měřiči, ale s LTC1602 se nabízelo vyzkoušet, jestli je opravdu tak dobrý, jak výrobce inzeruje. Donedávna byl vstupní offset čidel 3uV utopií.

Čili naše otázka nestála "k čemu je takové rozlišení" ale v prvopočátku to bylo spíš "zkusíme, co je dnes možné dosáhnout s poslední generací IO".

Kalibrační přistroj nám změří jednak offset a pak náklon křivky převodu I->AD digits. Kalibrace běží většinou dlouho, aby bylo statisticky hodně dat. Výsledek nám vyplivne tabulku a graf o kolik to máme posunuté nahoru nebo dolů (offset) a o kolik musíme korigovat sklon křivky (gain, násobitel). Další graf ukazuje celý rozsah 10mA - 50A jak se pohybuje chyba měření.

Bohužel zatím je LTC tak dobré, že ostatní obvody v řetězci jeho přesný výstup nezvládají zpracovat.

Logaritmický převod je zajímavá myšlenka. Umožnila by zvětšit rozlišení dole, kde je to zajímavé, na úkor proudů v řádech desítek A, kde nás mA až zas tolik nezajímají. Otázkou je, jak přesně by se povedl ten dvojí převod realizovat. Kdyby šel zpětný převod nějakým jednodušším vzorcem s dostatečnou přesností, proč ne. Teď mne totiž z hlavy nenapadá, jak moc je exp funkce rychlá, aby to moc nedegradovalo rychlost (frekvenci) měření a kalibrace takového zařízení by byla podstatně složitější.

Na co využít celý rozsah v praxi, napadá mne třeba zadání jednoho výrobce větrných turbín, jejich představa byla, aby bylo možné přesně určit, kdy začne zařízení dodávat proud. Takový parametr označují v katalozích jako "cut-in" a bývá vztažený na rychlost větru. U turbín je to velmi důležitý parametr, obzvlášť v našich končinách, kde jsou větrné podmínky bídné, může změna tohoto parametru u jiného výrobce znamenat roční změnu výnosů o desítky procent. Pokud ovšem mají dnešní Hallova čidla v oblasti nuly značný šum a veškerá odporová čidla velký proudový offset (začínají měřit až nad touto hodnotou), tenhle parametr se musí měřit vícerozsahovým měřidlem, což je vždycky problém (složitost, poruchovost, cena). S tímhle čidlem by to bylo možné měřit přímo a přitom zachovat hormí mez měření v desítkách ampér. Dalších praktických využití se určitě najde spousta, pokud by byla linearita zařízení v celém rozsahu opravdu dobrá. Znamenalo by to postupný konec složitých, drahých a poruchovějších vícerozsahových měřičů.