使用ADC测量电线的电阻

我正在尝试设计一种电路，该电路可以测量低至0.1欧姆和最大的小电阻。10欧姆。我不会测量实际的电阻，而是测量最大500 m的大线圈线圈（您可以想象，这些导线很粗）。

这是我想出的电路：

该电路通过维持流过被测器件R2的恒定电流来工作。在100 mA的电流下，R2将产生10 mV至50 mV的电压。

我认为这在理想的世界中是可行的，但实际上我可能很难用它来测量0.1欧姆-主要是由于ADC。假设ADC为10位，VREF为5V。转换为每步5mV。如果R2 = 0.1且Iout = 100 mA，则ADC上的电压将为50 mV-但我不确定这将如何掩盖在噪声下。

我的问题是，是否应将增益增加到50。如果增益为50，则ADC上的电压将为500 mV-但最大值为50 mV。可测量的电阻为1欧姆。要测量10欧姆，我需要将电流降低到10 mA，而不是100 mA。一种方法是使用FET断开R1并在Iout处连接20欧姆电阻。

我不需要电路来精确测量电阻-+/- 10％的公差就可以了。

请不要使用LM324进行精确测量。

运算放大器的增益为5，但您没有使用它：输出为反相输入，与非反相具有相同的信号，因此增益为x 1。

最好的选择是仪表放大器，将电缆的两端连接到两个输入。使用串联电阻接地可产生一个偏移量，因为InAmps不能走线（至少3运放类型不能）。您可以将该电阻用作电流源的检测电阻：

$V_{IN}$设置电流源的电流：100 mA / V。假设电缆的电阻为5Ω，那么InAmp的输入端会有500 mV的差异。增益为10（未显示增益电阻； CircuitLab没有用于InAmps的符号）将为您提供5 V输出或1 V /Ω。通过更改您可以更改总增益。请注意，Q1可能需要散热器，尤其是在Vcc很高的情况下。 $V_{IN}$

如果您希望获得高电阻，则可以制作一个电阻分压器，其中一个对Vref的精密电阻，一个对地的精密电阻：

电缆两端的电压为

$V_{CABLE} = \dfrac{R_{CABLE}}{R_{CABLE} + 2 R} V_{REF}$

但是如果 <<则电压可能太低，无法进行精确的测量。较低的值会有所帮助，但会消耗大量电流。$R_{CABLE}$$2 R$$R$

该MCP6N11具有轨到轨输出和存在于不同类型的对于不同的增益，其中最小100的增益之一。

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markrages注释我们不需要InAmp，他是对的。这是使用运算放大器的差分放大器的解决方案：

增益由R1至R4决定，如果R1 = R3并且R2 = R4

$G = \dfrac{R2}{R1}$

InAmp可以为您提供更高的精度，而且不会花费您一臂之力，那为什么不呢？

首先，该设置不允许您在ADC输入上获得0÷5V的范围。仅仅是因为LM324无法摆动到正轨。它还将引入潜在的偏移电压，这些电压肯定会破坏10至50mV的测量值。

我建议购买一个仪表放大器或一个可选的增益放大器，例如MCP6G01。从1到100的可选增益，您将能够将精度保持在2个数量级（例如，从0.1到10欧姆）。

好的，您要求提供我的电路版本。

• 这使用具有三个十年范围的opamp + BJT电流源。通过将三个电阻器之一接地来选择电流源的范围。您可以通过使用AVR输出切换三个电阻来实现精度目标。在输出低电平（启用）或输入（禁用）之间切换。模拟输入更好，但是电压无疑会很高，因此数字输入还可以。为了获得更高的精度，请将4K电阻连接到两个引脚。AVR数字输出的输出电阻约为25欧姆：

  。

• + 5V线用作电流源和ADC的参考。电源电压的变化将抵消。另一种选择是在电流源中有一个参考，在ADC中有一个参考...在这里没有必要。通常，微控制器ADC很乐意使用电源轨作为参考。

• 您必须与被测设备建立四个连接。其中两个连接提供电流，其中两个连接将被测设备两端的电压提供给测量电路。 必须使用四线连接来测量低电阻（<1 ohm）！ 否则，您将偶然测量探针电阻。

• 运算放大器的失调电压是最重要的参数。使用斩波放大器，不用担心。我指定了OPA2333，这是一个很好的慢速放大器，一直对我有效。

• 如果您的探头电阻高于大约1欧姆，则应选择完整的仪表放大器。但是使用合理的探针，应该可以保持原样。