Digitale multimeter shield voor Arduino (6 / 17 stap)

Stap 6: Hoe wordt de weerstand gemeten...

Een referentie spanning met respect het bereik van positieve levering is gemaakt door het gebruik van de Zener-diode (2V). De gegenereerde in deze referentiespanning manier wordt toegepast op de invoer van spanning naar huidige converter gerealiseerd door de opamp en de PNP BJT (PMOS) transistor, op welke zender (bron) terminal, verstelbaar en vervangbaar weerstanden zijn aangesloten. De spanning over die weerstanden is identiek met de spanning over de Zener-diode. De "Arduino" Raad van bestuur bepaalt, welke van beide schakelaars zal worden gesloten, op deze manier definiëren door middel van welke van beide weerstanden huidige zullen vloeien. Dus twee mogelijke huidige waarden zijn mogelijk: 10uA, 2.5mA. Deze stromingen kunnen zeer nauwgezet worden aangepast. De gegenereerde dus stroom wordt doorgegeven via de gemeten apparaat (weerstand, een diode, LED, transistor) en de spanningsval verschenen over het apparaat beproeven (DUT) wordt toegepast op de analoge pin A2 van het bord "Arduino".
Voor de VIC (spanning naar huidige converter) kan worden gebruikt als goed PMOS of bipolaire PNP-apparaten.
Bij de eerste poging was ik met behulp van PMOS NDT2955 apparaat. (Ik had een beschikbaar, en besloot om het te gebruiken). De opamap gebruikt werd LM358.
Waardoor sommige tests, heb ik geconstateerd dat sommige gemeten gegevens niet stabiel is. Ik vond dat trilling verscheen. De VIC was niet stabiel.
De reden daarvoor was: de maximale capacitieve belasting, die de LM358 kan rijden is minder dan 50pF (zonder resistieve isolatie).
De capaciteit van de poort van de gebruikte PMOS was 600pF, die het hele circuit unstable maakte. Vervolgens heb ik veranderd de transistor met PNP BJT (bipolaire Junction Transistor) 2n3906 en het circuit werd gestabiliseerd.
Met andere woorden: het type van de opamp en transistor de Vic moet zorgvuldig worden gekozen. De LM358 is niet de beste keuze - het heeft stabiliteitsproblemen met hoge capacitieve lasten, er verstandige verschuiving en de swing van de uitgang is niet de beste. Als meer precisie beter vereist is voor worden gekozen een R2R (spoor-spoor) invoer/uitvoer opamp met JFET/CMOS (lage Ingangsstroom) ingangen, met lage offset.
De hogere offset in mijn geval zou nuttig "functie", want verder in de software tuning deel, ik tonen willen zou, hoe deze offset kan worden gecorrigeerd door het gebruik van de software.
Gebruik de PMOS transistor, zal ons toelaten om het gebruik van de "load/no load" functie van de Ohmmeter, maar stabiliteitsproblemen zou kunnen leiden.
Het gebruik van PNP BJT heeft het voordeel dat het circuit stabiel is.
In beide gevallen, onafhankelijk, welke type apparaten zijn gebruikt (OK... meestal voor de PMOS) maken zij kleine nauwkeurigheid problemen.
De reden voor de lagere nauwkeurigheid is de weerstand van de beperkte productie van beide apparaten. Wat is deze zin:
Laten we eens de weerstand variëren van 1000 Ohm. In dit geval, referentie stroom van 2.5mA worden doorgegeven via de weerstand en de gegenereerde spanning wordt toegepast op de ADC-ingang van de Atmega-chip. De waarde van de weerstand, die we willen meten kan variëren tussen 0 Ohm en 1000 Ohm. De spanning Vmeas op deze manier ook varieert tussen 0V en 2.5V. De Vce (Vds): Collector-emitter / Drain-voedingsspanning varieert tussen 0.5V-3V.  De variatie van de genoemde spanning beïnvloedt direct de collector-emitter / afvoer-bron stroomt stroom, wat uiteindelijk resulteert in een slechter nauwkeurigheid. De beschreven verschijnselen kunnen beter worden begrepen op zoek over de typische NPN BJT overdracht kenmerken gepresenteerd op de foto.
Dit effect kan in sommige grenzen gecorrigeerd door de software, maar als sommige niet-lineariteit effecten beschikbaar zijn, de correctie wordt zeer moeilijk.