Как измерить силу тока с ШИМ?

Question

[Kalombyr]

Приветствую! Опять я со своим ШИМом и силой тока, только с более сложной версией.
Как обычно - измеряю с помощью INA219 (принцип - падение напряжение на шунте).
Допустим, в ШИМ вмешиваться нельзя (изменять частоту на более высокую и т.д.), фильтры вешать нельзя и вообще
ничего нельзя, кроме подключения в разрыв по низкой стороне (в разрыв минуса) голой INA219 с обвязкой из даташита.
Форма сигнала неизвестна (сжёг осциллограф предыдущими тестами, жду новый).

Так вот, запустив измерения на несколько секунд получились вот такие замеры:
должно быть 28мА
мА количество
38,4 - 1362
25,6 - 2293
12,8 - 2338

должно быть 38мА
мА количество
38.4 - 34
25.6 - 5927
12.8 - 0

должно быть 37мА
мА количество
38.4 - 2243
25.6 - 4045
12.8 - 0

должы быть 32мА
мА количество
38.4 - 1479
25.6 - 3722
12.8 - 1166

Как проходил процесс - выставлял разное значение определённых характеристик на управляющем приборе и запускал измерения.
Сколько должно быть мА измерялось на стрелочном миллиамперметре , количество это то, сколько раз это значение встретилось при измерениях с помощью INA219, других значений небыло вовсе.

Вижу некую закономерность как из показаний INA219 получить должное значение, но не могу выразить этот алгоритм формулой. Подскажите, пожалуйста =)

Answer 1

[Александр Гусев]

Вроде был уже такой вопрос прям недавно. Фильтрацию пробовали средствами микросхемы по 128 семплам?

Или берите скоростной АЦП, который будет за период ШИМ точек 20 замерять гарантированно, после чего их интегрировать.

Comments

[Kalombyr]

Да, средствами самой INA с 128 замерами пробовал - она всегда приводит к среднеарифметическому, что оочень далеко от целевых показаний.

Есть подрукой stm32, НО тогда мне придётся отказываться от INA. Первоначально я уже пробовал делать по аналогии, только на операционном усилителе - шумы неимоверные (дорабатывать схему, пока что, не хватает практики, да и не вижу особого смысла, когда есть готовые решения)

[Александр Гусев]

Kalombyr, а какое значение хотите получить, если не среднее?

И чем получены "эталонные" показания тока, что такая уверенность в огромной погрешности?

И как можно было убить осциллограф?

[Kalombyr]

"эталонные" получены мультиметром, аналоговым миллиамперметром и от самого устройства, когда оно ещё их показывало.
Ослика убил превышением напряжения, т.к. на высокой стороне около 100 вольт, я дурень не измерил прежде чем щупами лезть.

[Александр Гусев]

Kalombyr, учитывая дискретность измерений в 12.8 мА предлагаю увеличить шунт до 0.1 - 0.4 Ом, тогда можно будет пересчитать калибровочные коэф. и получить хоть какую-то точность без залезания в статистику.

Величину шунта выбрать из макс возможного тока.

[Kalombyr]

Александр Гусев, мне интересно, откуда именно дискретность 6.4 (12.8) могла взяться? Что это за форма сигнала? Я пробовал INA использовать с ШИМ вплоть до 1кГц - вела адекватно и да же через среднеарифметическое было около дела.
Максимальный ток 60мА. Проблема в том, что точность нужна 1.2 мА.

[Александр Гусев]

Kalombyr, по вашим данным видно, что она такая.
Иначе было бы, например 1000 замеров по 28 мА, 400 по 26 мА, 300 по 30 мА и т.д.

Этот шунт рассчитан на Амперы, а не миллиАмперы - вот и результат.

[Александр Гусев]

Kalombyr, и да, помимо увеличения шунта убедитесь, что PGA = 1, а не с делителями.

Answer 2

[Kalombyr]

В общем, проблема была в том, что INA просто не успевала измерять все остальные значения, т.к. частота ШИМ 40кГц и там нифига не ШИМ, как оказывается, извините. :D

Answer 3

[xDimus]

логически рассуждая
(38,4 * 1362 + 25,6 * 2293 + 12,8 * 2338)/(1362 + 2293 + 2338) = 23,5
но замер на 38 мА явно не вписывается

Comments

[Kalombyr]

Так это ж среднеарифметическое. Погрешность неимоверная.

[xDimus]

Ну да, а что еще можно сделать с этими цифрами?

[Kalombyr]

xDimus, вот по этому вопрос и задал =) Чисто ЭМПИРИЧЕСКИ вижу зависимости, вывести в формулу не могу.
Такое ощущение, что нужно виртуально эмулировать работу РК-цепочки, а не по количеству.