[小龙电脑]DIY了个全5位高精度电压0-95V电流0-10A的功率表头，达到了预期效果。

5x54 · 发表于 2014-4-1 00:34

网上的功率表头以前也买过几款，基本上都是单片机自带AD做的，有的是10位AD，有的是12位AD，可能我要求太高，稳定性和精确度都不满意，所以就打算自己研究制作一款高精度的功率表头，经过漫长的历程，终于研究出了一款基本满意的功率表，原本设计的是给自己的几个实验电源用的，没想到发到论坛上之后有那么多朋友要提供套件，就加做了一些给同样爱好的朋友研究测试，刚开始随便焊一两个倒是比较轻松，真的要多做几个了，才发现原来这么麻烦，可能我焊工不到家，焊小元件比较费劲，而且全部焊完之后还要校准，折腾了大半天也就做了十几个。。。。

焊了几个之后就是反复测试各项功能和一致性，经过多次改进，多次测试，最后把量程定型在电压0-95V电流0-10A(电流最大大概可测量到16A左右)比较稳定而且比较准确，为了高精度，电压和电流使用的是两个18位独立AD芯片完成，分压电阻最后也全部改用0.1%的低温漂高精度电阻，电流采样最后使用的是0.01X欧直径1.8MM的锰铜丝(分流器使用的材质,温漂比较小)，最后的效果还是挺满意的，校准是与AG34401A六位半台表参考校准的，也拿到公司和校准仪对比过，达到了预想的效果，总算有了高精度的表头了，付出总算没有白费。

电压档比较容易校准，用前段时间两个LM317做的2-100的可调电源做输出，直接与台表对比就行了，校准电流就有点麻烦，因为AG34401A台表最大电流量程只能测到3A，校准此表头就以2A电流与台表参考校准的，测试对比也只能在0-3A的范围做比较，大电流的线性只能与UT61E万用表简单测试对比了下。

表头加了可以通过串口与电脑连机，感谢坛友共享的这个台表的上位机程序，看了下正好有两个显示屏，可以在电脑上采集记录电压和电流的实时数据，并且能生成两个曲线图，挺合适的。后来发现通过串口连接还要拉线，桌面上拉得都是线，太乱了，为了与电脑连机更方便，最后还加了蓝牙模块，直接通过蓝牙无线连接，方便很多。

说下功率表的基本功能参数：
电压量程：0.0000---95.000V(超量程会有-OVLD-V提示，10V以内显示4位小数，超过10V自动切换为3位小数)
电流量程：±0.0000---9.9999A(超量程会有-OVLD-A提示，最大16A左右，10A以内4位小数，超过10A切换为3位小数)可以测量正负双向电流
负载功率：000.00---9999.9W(功率在1000W以内显示2位小数，超过1000W自动切换为1位小数)
运行时间：0:00:00---9:59:59(最大计时10小时一个循环)
负载电阻：00.000---99.999R(超量程会有--OVLD-R提示)
输出容量：0.000---999.999Ah(最大统计999.999Ah，小于10Ah时前面2位数自动隐藏)

打字太麻烦了，录了两个视频演示更直观：

现在做的功能和视频上差不多，就右下角的功能改进了下，懒得重新录了。
视频里右下角显示是2种状态切换，现在改成了4种状态切换：
1.显示温度(不带温度的无此项显示)，2.显示Ah容量，
3.显示负载电阻，4.Ah容量与负载电阻每隔5秒切换一次。

lgin · 发表于 2014-4-1 01:01

顶一个，论坛人才辈出，这个要多少大洋，预定一个。。。。。。

hly1202 · 发表于 2014-4-1 01:25

留下脚印，应该特想要一个，以前1602屏的败了4个，但数字跳得厉害，受不了全換数码管千分一精度的了，和基准测试过确实千分一。想试试你这个精度和稳定性如何。

QDHAM · 发表于 2014-4-1 01:28

这个要多少大洋

浩祺心 · 发表于 2014-4-1 02:27

做的不错，上位机做的更棒，学习了。

benli · 发表于 2014-4-1 06:44

又是一个高级玩具！

348531379 · 发表于 2014-4-1 08:28

毒物又现身了又要中毒了

slqin2418 · 发表于 2014-4-1 08:32

顶一个，关注很久了，数码之家也关注中。。。不知道多少钱一套

silentcookie · 发表于 2014-4-1 08:39

立现高大上

xwj · 发表于 2014-4-1 09:07

看视频电压后两位跳动频繁，而且跳动数值较大，这是表头设计问题(硬件、转换速度、滤波算法)？还是外接电源稳定度的问题？
如果稳定显示都做不到，那显示那么多位数还有意义吗？

其实，ADC的噪声系数才是最关键的指标，也就是无噪声位数。比如24bitADC，性能佼佼者AD7190、CS5532无噪声位数也只能到20位，ADS1232为18.4，ADS1230及做得好的国产IC大约17bit，差的14~15bit的也很多。当然，这是高增益下的参数，降低增益应有很大提升。

而这个18bit的ADC，虽然理论上能显示2^18=262144，分辨率完全足够分辨、显示5位数字，但是，它的噪声指标呢？
比如MCP3421，DataSheet里标的数字看起来很美，但是仔细一看：设计时的特征参数，未经100%测试，我脑海中瞬间飘过一万只草泥马奔腾而过的场景，实在是无语。

——当然，说这些不是说LZ的设计不好，这个比起那些用10bit、12bit单片机做的表头实在是强得太多太多了
而是说高位表真的不是简单的，并不是18bit的ADC就能有18位的精度和稳定性，高位表比如6位半表默认只显示5位半也是有他的道理的。
要做好，那是个任重道远的长期优化的过程，一个非常艰巨的任务哦~加油吧！

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