Fråga:
Kelvin "4 Wire" motstånd PCB Design Frågor
MEAM
2014-06-05 20:42:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag utformar ett PCB som använder fyra trådmätningar för cirka 40 testpunkter.

Lite bakgrund här - dag för dag felsöker jag kretskort till komponentnivå, jag är en elektroniktekniker och inte ingenjör och jag är okej med det. 95% av tiden kan jag hitta ett problem med en krets baserad på hur DVM mäter motstånd och dess beteende. Min chef vill att jag ska automatisera min process med LabVIEW; så jag måste göra ett kretskort som bara testar fyra trådars motstånd. Jag har ett befintligt pogo-stiftblock och ett kretskort som monteras på det, jag behöver bara snurra om kretskortet och skriva LabView-programmet.

Finns det några speciella PCB-designdetaljer som jag måste tänka på när jag gör den här grundläggande designen?

Var vänlig; det här är mitt första ingenjörsprojekt.

Sätt ditt sensationselement med hög impedans så nära sensanslutningen som möjligt.
Åh gud för allas sanity använder inte labview.Använd ett slipningsspråk, som python eller något.
För att vara ärlig önskar jag verkligen att jag kunde;men det kraschades av min handledare :(. Han spenderade hälften av förra årets budget för att få alla i avdelningen utbildade i att använda den "utom jag, jag var inte här ännu" och nu vill han med sina egna ord "se enavkastning på företagets investering ". Det är ett hemskt programmeringsspråk.
Ett svar:
Spehro Pefhany
2014-06-05 23:18:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kelvin-mätningens karaktär är att du har en separat strömväg och mätväg så att ingen ström (förutom läckage och förspänningsströmmar) flyter genom mätledarna.

Således är PCB-layouten (om inte design i sig är felaktig) anmärkningsvärt lätt, och jag förväntar mig inte att du får några problem, eftersom seriemotstånd knappast betyder något.

schematic

simulera denna krets - Schematisk skapad med CircuitLab

I ovanstående schema spelar det exakta värdet på motstånden R1, R2, R3 och R4 ingen roll, förutsatt att de är rimligt låga. R4 påverkar den gemensamma spänningen som instrumentförstärkaren ser, R1 och R2 påverkar fel på grund av ingångsförskjutningsström (och brus) lite, men egentligen är kretskortlayouten inte särskilt viktig förrän strömmar och spänningsfall börjar bli betydande med den lägesintervall för U1. Så du vill hålla spänningsfallet över R4 ganska lågt (vanligtvis inte ett problem om du inte använder mycket tunna spår och / eller mycket höga strömmar).

Det är också en bra idé att göra R1 och R2 ungefär 10k, med en 0,1 uF till jord vid varje ingång på IA.Detta förhindrar att vanligt läge brus kommer in i din förstärkare med hög förstärkning.Om du känner dig paranoid, matcha både motstånden och kondensatorerna.1% är tillräckligt bra.Använd en bra layout - var försiktig där dina lastströmmar kör, för även några milliohms oavsiktlig strömväg kan ge dig fel.
Om du följer vad @WhatRoughBeast föreslår, lägger du motstånd till linjemotstånden R1 / R2, kan du sätta en annan (större) kondensator mellan +/- ingångsledningarna.Hans föreslagna värden har inte mycket avrundning vid nätfrekvenser, så matchning är sannolikt inte kritisk, men du kan sätta ett stort fett 1uF-lock mellan +/- ingångarna på instrumentförstärkaren utan skada (saktar ner svaret lite, det är allt) och det hjälper till att döda buller.Alla lock har företrädesvis filmtyper (eller NP0-keramik).Motstånd kan vara precisionstyper av metallfilm.
Spelar spårtjocklek någon roll?Jag har några mått som är 1 ohm, de flesta är i Meg ohm
Inte riktigt.Om kretsen är bra spelar det ingen roll, om den är dålig hjälper det inte mycket.
Kanske borde jag också ha förklarat att mätutrustningen jag använder för detta projekt är National Instruments.Är kretsen tillhandahållen ovan tillsammans med alla kommentarer som R1, R2 och lock till jord för vanligt läge för att få mätningen så exakt som möjligt utan NI-utrustning eller bör jag också överväga dessa komponenter på kretskortet som jag ärspinning?
De finns antagligen i NI-korten om du använder något som PCI-4462, men läs manualerna.


ⓘ
Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...