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求助:电阻分压电路的精度问题

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出35入0汤圆

发表于 2019-10-15 10:35:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
想要测量一个4kV的浪涌波形.
想直接采用电阻分压的方式来测.
直接接入波形的部分想用电阻来分压,将最高电压4kV转化为3V左右.至少要将电压缩小1000倍.
如果直接连同精度级别的电阻,比如1M的,要得到这样的分压比,需要同级别的1k个电阻...

我想了一下,觉得另一种方法,可以减少电阻的使用,同时也保证精度.
就是用同一精度级别,然后电阻阻值从1、到1/2、再到1/4....直到要达到的分压级别.
这样的话,由于阻值越小,阻值绝对误差就会越小.
所以系统整体的误差不会增大.

但是这个精度具体要怎么算,没想清楚.

而且,这个电路这样设计可以吗?

求教...

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一只鸟敢站在脆弱的枝条上歇脚,它依仗的不是枝条不会断,而是自己有翅膀,会飞。

出0入0汤圆

发表于 2019-10-15 10:39:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 RAMILE 于 2019-10-15 10:40 编辑

参考X光电源,里面有80kV的采样电路,有专用高压电阻

测量交流,加上补偿电容,参考示波器采样电路

出0入0汤圆

发表于 2019-10-15 10:40:02 | 显示全部楼层
误差是用比例表示的

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-15 10:40:23 | 显示全部楼层
或者用另一种方法,直接用少量电阻分压降压,然后再用运放加可变电阻来调整,使电压比例减小而且保持精度?

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-15 10:41:01 | 显示全部楼层
RAMILE 发表于 2019-10-15 10:39
参考X光电源,里面有80kV的采样电路

谢谢~                              

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-15 11:42:58 | 显示全部楼层
mcu5i51 发表于 2019-10-15 10:40
误差是用比例表示的

如果测量量程是4kV.那么精度0.1%就是4V的误差?

出0入0汤圆

发表于 2019-10-15 12:02:52 来自手机 | 显示全部楼层
几个大电阻加一个小电阻串联就行了

出0入0汤圆

发表于 2019-10-15 12:20:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 xmm 于 2019-10-15 12:21 编辑

测量一个4kV的浪涌波形,时间短,电阻的精度不是最重要的问题

重要的是分压比太小,标定校准是最大的问题,高压基准源从哪里找?

当然如果只是粗略测量,只依赖电阻精度就好了

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-15 12:26:17 | 显示全部楼层
xmm 发表于 2019-10-15 12:20
测量一个4kV的浪涌波形,时间短,电阻的精度不是最重要的问题

重要的是分压比太小,标定校准是最大的问题 ...

是的,这也是一方面.所以用运放调整的方案可能不太好实现.
不过实验室有经过校准的浪涌发生器,如果方案可行的话,可以用这个发生器产生信号...
虽然最后还是要用它来测浪涌.

出0入0汤圆

发表于 2019-10-15 12:43:09 | 显示全部楼层
Andrewz 发表于 2019-10-15 12:26
是的,这也是一方面.所以用运放调整的方案可能不太好实现.
不过实验室有经过校准的浪涌发生器,如果方案可 ...

有标准浪涌发生器那太好了,没什么障碍了

给楼主推荐一下我们自己在用的VISHAY DALE高压电阻,就是价格高点,可靠好用

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出10入12汤圆

发表于 2019-10-15 12:58:21 | 显示全部楼层
电阻精度是小事, 关键和你的表是否匹配 不匹配 差太多

出0入42汤圆

发表于 2019-10-15 13:16:05 | 显示全部楼层
感觉lz脑子里面晕乎乎的. 分压为啥非要用1k个一样的电阻?  
你不能1T配1M或者类似吗?

误差是怎么样的, 你有拿计算器按一下看看吗?

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-15 14:04:22 | 显示全部楼层
xmm 发表于 2019-10-15 12:43
有标准浪涌发生器那太好了,没什么障碍了

给楼主推荐一下我们自己在用的VISHAY DALE高压电阻,就是价格 ...

非常感谢.正在愁选哪些器件.

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-15 14:09:00 | 显示全部楼层
albert_w 发表于 2019-10-15 13:16
感觉lz脑子里面晕乎乎的. 分压为啥非要用1k个一样的电阻?  
你不能1T配1M或者类似吗?

额,我只是稍微估计了下.
如果是1T,误差0.1%,那么就是...±1G欧姆.和0.1%,1M串联...
1000000±1000:1...

可能也差不多..

谢谢提醒.

出0入42汤圆

发表于 2019-10-15 15:17:44 | 显示全部楼层
Andrewz 发表于 2019-10-15 14:09
额,我只是稍微估计了下.
如果是1T,误差0.1%,那么就是...±1G欧姆.和0.1%,1M串联...
1000000±1000:1...

我也晕乎乎了
是1G和1M...


1G误差1%也就是10M欧和1M无误差串联, 最后也就是误差大约1%. 不信你算算看.
1000个1%误差的1M欧和一个无误差串联, 最后也是1%. 当然你要说1000个1%误差的串联起来根据统计规律, 最大误差很可能小于1%, 这也是很有可能的.

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-15 16:05:09 | 显示全部楼层
albert_w 发表于 2019-10-15 15:17
我也晕乎乎了
是1G和1M...

可能后者的误差会小一点~不过应该也差不太多,毕竟有个大电阻的误差在那.

出0入0汤圆

发表于 2019-10-15 16:24:38 | 显示全部楼层
1、先根据 P = U*U / R ,算出大电阻的总阻值是多少,功率按0.5W算
2、根据单个电阻的耐压值,计算需要几个电阻串联才能承受4kV
3、关于精度,电阻的初始误差可以通过校准来消除,重要的是电阻的温漂和老化,还有电阻值是否会受高压而变化....

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-16 09:01:51 | 显示全部楼层
eastbest 发表于 2019-10-15 16:24
1、先根据 P = U*U / R ,算出大电阻的总阻值是多少,功率按0.5W算
2、根据单个电阻的耐压值,计算需要几个 ...

谢谢,之前很多都没想清楚.
交流后,思路清晰了很多.

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-16 10:39:11 | 显示全部楼层
xmm 发表于 2019-10-15 12:43
有标准浪涌发生器那太好了,没什么障碍了

给楼主推荐一下我们自己在用的VISHAY DALE高压电阻,就是价格 ...

非常感谢,我直接找到了vishay dale的分压器.参数可以满足设计了~

但是我看到vishay techno系列的分压器有一句:
• Outstanding stability under adverse conditions
莫非这种分压器还有正接反接...?

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-16 10:47:51 | 显示全部楼层
wowangru 发表于 2019-10-15 12:58
电阻精度是小事, 关键和你的表是否匹配 不匹配 差太多

匹配是说 阻抗特性吗?
这个测量浪涌,频率应该不高.在1MHz以内,具体阻抗算法...
电阻的幅频特性一般都没有...

我打算用某MCU自带的ADC,采样率可以达到5MSPS.

但是这里又有隔离和整流的问题了.

正负脉冲4k,实际幅值就是8k了.

感觉还比较复杂....

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-16 11:03:47 | 显示全部楼层
gao_hailong 发表于 2019-10-15 12:02
几个大电阻加一个小电阻串联就行了

是的.
但现在有个疑问.
如果是这样的电路,比如,一头接L,一头接N,1000:1分压.

如果我用N作为参考点.L接电阻大的那端,N接电阻小的那端.S是分压输出.
L→N,正4kV浪涌脉冲,,S输出是4v.
L→N,负4kV浪涌脉冲,S输出是-4v?

...是不是这个N和后续的转换电路需要隔离?
可不可以直接把这个N当模拟地来用呢?

一般电路的模拟地和数字地又是连到一起的...
是不是意味着后面相当于 直接把-4kV的浪涌加到了MCU的GND上....

出0入0汤圆

发表于 2019-10-16 13:26:31 | 显示全部楼层
Andrewz 发表于 2019-10-16 10:39
非常感谢,我直接找到了vishay dale的分压器.参数可以满足设计了~

但是我看到vishay techno系列的分压器 ...

找到现成的分压器就更好了

• Outstanding stability under adverse conditions

你要注意adverse 的真实意思

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-16 14:13:28 | 显示全部楼层
xmm 发表于 2019-10-16 13:26
找到现成的分压器就更好了

• Outstanding stability under adverse conditions

好的,可能是一句广告,在不利环境下有出色的稳定性...

出0入0汤圆

发表于 2019-10-16 14:47:25 | 显示全部楼层
Andrewz 发表于 2019-10-16 14:13
好的,可能是一句广告,在不利环境下有出色的稳定性...

正解,紫薯布丁

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-16 16:17:52 | 显示全部楼层


采样电阻后面 还要精密整流,还得弄双电源...
准备用 十种精密整流电路的 第三种... 高阻抗..

双电源...还没搞过...

出35入0汤圆

 楼主| 发表于 2019-10-16 16:24:43 | 显示全部楼层


5MSPS还不一定能测到波形的峰值..
所以还要加一个峰值保持电路...

越来越复杂了.
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