Weerstand meten met current sense/source

Ik wil een weerstandsmeter maken die weerstanden tussen de 50 en 200 Ohm kan meten. Voedingsspanning is +12V. Het ontwerp dient vrij energiezuinig te zijn.

Ik heb 2 manieren bedacht waarop ik dit zou kunnen doen:
1) Current sense: Ik maak gebruik van een current sense amplifier. Deze versterkt het verschil over de sense weerstand (+- 0,1Ohm).
2) Current source: Ik stuur een door mij bepaalde stroom door de belasting. Ik meet de spanning (ADC), dus kan ik de weerstand berekenen.

Ik denk dat optie 2 het beste is, omdat ik zelf de stroom kan instellen. Bij optie 1 kan die oplopen tot 12/50=240mA.

Welke optie zouden jullie kiezen? (mag ook een andere zijn dan hierboven;))

Weerstandsdelertje maken zodat, door de weerstand tussen de 50 en 200 ohm te varieren, de spanning tussen de ADC tussen de 0 en 5 volt varieert?

- brug van wheatstone: http://en.wikipedia.org/wiki/Wheatstone_bridge
- stroombron (doe ik als ik een multimeter op weerstand moet calibreren, maar ik heb een stroomcalibrator)
- multimeter ;-)

Weerstandsdelertje maken

Trekt in verhouding te veel stroom. Stel ik maak een deling van een vaste 200Ω en de variabele. Dan kan er stroom getrokken worden van 48mA. Daarbij heb ik dan een spanningsverandering van 3,6V.

brug van wheatstone

Trekt ook te veel stroom (48mA). Ook hier een spanningsverandering van 3,6V.

multimeter

Haha:)

stroombron

Dat bedoel ik met current source. Stel ik stuur hier een stroom van maar 24mA de belasting in, dan heb ik al dezelfde spanningsverandering (3,6V). Daarom dacht ik dat dit de beste oplossing was.

Nog meer ideeën?:)

Hoezo gebruikt een brug van Wheatstone 48mA. Dat ligt aan de bovenste weerstanden. Een analoog stroom metertje er tussen met nul in het midden de pot tot de meter op nul staat. Daarna lees je op een grote schaalverdeling met vertraging de waarde af. de eerste de beste uP of opamp gebruikt meer, zelfs de bias van je currentsourse zuipt al meer. Een 100uA meter gebruiken en je kunt jaren meten met een batterij.

Net even gesimuleerd. Als je een 100K neemt als de bovenste weesranden verbruik je maximaal 240uA

[Bericht gewijzigd door fred101 op (11%)]

Hoe nauwkeurig moet het eigenlijk zijn, en met wat voor resolutie?

Om een fatsoenlijke spanningsverandering te krijgen, heb ik gekozen voor een weerstand van 200Ω. Daarbij is de minimale weerstand die ik meet 50Ω. Dus 12V / 250Ω = 48mA.

Resolutie is een compromis. Zo min mogelijk stroom maar een zo groot mogelijke spanningsverandering.

Hm, blijkbaar heb je niet gelezen hoe een brug werkt, vandaar je 48mA....

blijkbaar heb je niet gelezen hoe een brug werkt

Ik zal even uitelggen hoe ik hem gesnapt heb. 4 Weerstanden, 2 serieweerstanden parallel aan nog een 2 serieweerstanden. R1 en R2 (links) kies ik bv. 100k. Rx is mijn variabele weerstand. R3 (rechtsboven) kies ik 200Ω. De minimale Rx is 50Ω. Ik heb dus een parallel kring van 200k en 250Ω. 200k doen in principe niet mee, dus vervangingsweerstand is 250Ω.

Of heb ik dit nou verkeerd gesnapt?

Ja, dat heb je verkeerd gesnapt. Het staat zo ook in de link die ik gaf maar hier de simpele vertaling: tak 1 12V naar 100K met je DUT in serie naar massa. punt tussen 100K en DUT is punt a
tweede tak, 12V naar 100K met een potmeter van, in jou geval 250 ohm in serie naar massa. punt tussen 100K en pot is b

Dan meet je of het spanningsverschil tussen de punten a en b. Dat zijn echter maar mV's. Zijn de bruggen in evenwicht dan meet je geen spanningsverschil. Je kan er echter ook gewoon een 100uA draaispoel meter tussen hangen en de stroom meten. In evenwicht loopt er geen stroom.

Maar waarom zoveel moeite en vreemde eis ? Is dit een schoolopdracht ?

Het is inderdaad een opdracht.

Je uitleg snap ik niet helemaal. Wat is DUT? Misschien snap ik het wel en zal het proberen uit te leggen via je link:
R1=R3=100k
R2= bv 50Ω
Rx= variabele weerstand.

Met deze link bereken ik dat als Rx = 200Ω, de spanning 18mV is. Deze spanning wordt dan met een opampje versterkt, maar is deze 18mV niet te klein om te versterken? Versterk ik dan niet veel ruis mee?

Edit: Zou het werken als ik gebruik maak van deze Wheatstonebrug, en daarna met een differential of instrumentatie versterker versterk? Welke van de zouden jullie gebruiken indien dit werkt?

[Bericht gewijzigd door ElcaDude op (17%)]

DUT = Device Under Test. In jouw geval je weerstand tussen de 50 - 200Ω

Op 3 februari 2011 13:26:29 schreef fred101:Is dit een schoolopdracht ?

Op 3 februari 2011 13:44:01 schreef ElcaDude:Het is inderdaad een opdracht.

move->schoolvragen

move->schoolvragen

Mijn excuses.

RX of R4 is in het voorstel van fred dus een potmeter zodat je hem op de nominale nul-situatie-weerstand van je variabele weerstand kan instellen.

Ja precies. Ik ben momenteel aan het simuleren in LTspice van Linear. Daarbij gebruik ik een instrumentatie versterker om het spanningsverschil te versterken. Dit is ook de manier waarop ik het ga doen. Dus Wheatstonebrug om weerstand te meten en dan instrumentatieversterker. Energiezuinig en vrij nauwkeurig.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op (21%)]