切换到宽版
爱科技/爱创意/爱折腾;电子/数码爱好者的家!欢迎访问新版数码之家网站
  • 43689阅读
  • 195回复

[工仪]DIY 电池内阻表 毫欧表 微欧表分辨率 精度不一般 [复制链接]

上一主题 下一主题
离线cwfpc168
 

发帖
1280
M币
7960
专家
8
粉丝
60
只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2018-09-11
   可以说从去年4月电动车电池顿断格一块电池开始,自己敲开电瓶焊好感觉不会长久就萌生改装锂电,逛论坛可锂电的水很深 新电池好但价格不是一般的贵,想便宜那就是拆机货,可手里没有合适的检测设备,计划暂推后 等电瓶彻底坏了再说。到去年11月原车电池彻底不能跑了.修过的那块电池容量下太多,就DIY了个容量测试仪,把电车的5块电池测一遍。修过的那块容量3AH其他4块15AH以上还不错,木桶效应严重。再次想到锂电,自己组锂电还差个内阻仪,想D一个内阻仪,先把电车改成48伏凑合骑。后就开始收集资料动手实验,开始想的简单越整越复杂深深陷进去。信号没对比买信号发生器,示波器太老读数麻烦买屏幕能读数的,看相位不行又买数字示波器,4位半万用表精度不够买5位半的就差买6位半的啦,手上没电桥对比 买!,感觉不准又买 ,结果把电桥研究一遍,真有点过分了,新的买不起都二手,二手又感觉不准,可能是一种病态,真是我要求太高了,仔细想想要符合我要求的都得上万啊。真是耗光了每月零花钱就连最热爱的钓鱼也荒废了。屋里快成了二手仪器行。前前后后9个月总算是告一段落,痛苦并快乐着,高兴!呵呵管他别人说去。
============================================================================================
   论坛也有很多测内阻的方法,但电池内阻不是纯正的电阻,它的组成非常复杂。单纯从外部表象它是包含电池实际内阻和极板电容容抗和极板卷绕形成的感抗形成的向量和。只有电池的真实内阻才能反映电池优劣,可通过内阻估计出剩余寿命。
   目前常用的测试方法分两种;直流法和交流法。
   直流放电法 (摘自百度)简易测量方法:
1、测量电池的开路电压:U1
2、电池两端并联一固定阻值电阻:R,进行放电;
3、测量电池放电期间电池的两端电压:U2;
4、计算电池内阻:r=(U1-U2)/(U2/R)

例如,某电池开路电压为12V,并联一个10欧姆电阻后电压降为10V,则该电池的内阻为:
r=(U1-U2)/(U2/R)=(12-10)/(10/10)=2 欧姆。
交流内阻测试方法为:
利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一个1KHz,50mA的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值。
=======================================================================================================

前面搞容量仪库仑计为使用更小的分流电阻,测量分流电阻大小难住了我,能测的仪表都成千上万块,这次要求能达到微欧级别分辨率 !根据欧姆定律1微欧X50MA=50NV=0.05微伏。要达到16位ADC7.8微伏最小值分辨率电压 中间要放大150倍以上。但随便一个不稳定的热电势或感应信号放大器飘移就超过0.05微伏,跟着也会放大150倍。后级跟本无法识别。有人说可以加大电流就可以避免影响,是的,有些时候电流不可能无限加大,被测电阻会发热会有温飘精度无法保证,有些器件就不能承受大电流。如用交流电流信号去激励,上述问题就不是大问题了。
我D的这个就采用交流法。
为了能准确的测出内阻避开其他因素影响,采用的数字电桥的原理。电池内阻定为上臂,参考电阻为下臂,通过驻如1KHZ  50MA交流信号,分别测量电池和下臂电阻的两端产生电压降以及通过相位检波AD转换计算出内阻。
1KHZ 信号有单片机通过DDS产生,频率稳定。为了保证50MA电流稳定加入了恒流电路。使得稳定性更高。
为了这个1KHZ  50MA的正弦信号耗时间最长,从开始的DDS信号产生的正弦方案失真大到搞方波变正弦波太复杂,后又文氏电桥振荡器方案但频率不稳定又不好控制,最后又回到DDS ,至到产生高精度的恒流两台示波器功不可没。数字示波器在最后的相位调整立了大功。
电压信号采集电路稳定抗干扰是关键,要把50MA电流在1微欧电阻上产生电压放大到AD转换器能识别最小电压同时对干扰滤除,是有点难度的,中间费了不少的周折 。最后前级直接采用专用仪表运放,后级也加了级滤波和放大。
电路增益控制; 前级有一级增益控制 后级有AD内部的PGA4级倍率控制共产生8个档位
其他的相位检波和电桥大同小异,具体可以到百度上搜。
单片机用STC的
ad转换用过3种型号 国产的7705还要努力。最后用德州的16位AD。电池电压也用这个ad检测。
显示屏用1602 价格便宜 想改成12864不过视乎没必要.整个电路用3.7伏锂电升压供电 ,耗电不到一瓦。
量程分8个档位可自动可手动。
(07)   0-25     毫欧  分辨率1微欧
(06)   0-50     毫欧  分辨率2微欧
(05)   0-100   毫欧  分辨率10微欧
(04)   0-200   毫欧  分辨率10微欧
(03)   0-1.2       欧   分辨率0.1毫欧
(02)   0-2.5       欧   分辨率0.1毫欧
(01)   0-5          欧   分辨率   1毫欧
(00)   0-10        欧   分辨率   1毫欧
电压 0-30伏               分辨率1毫伏
精度因手上没高精度的标准电阻校准只能用手头现有电阻校准
根据目前状态
0-200微欧估计+-0.5%以上;0.2-10欧姆估计0.1%以上;电压0.1%以上
准备买几个标准电阻,但这家伙价格太贵了。
现在还停留在实验板上好多都是改来改去比较乱,等整理好弄个电路板性能估计会有提升。

下一步想把测试电流分俩档 50ma和5ma 这样电阻量程可以增加到100欧姆。 还想加点程序让成小量程1K LCR电桥。
大家有什么改进建议欢迎提出来 共同探讨。
===================================================================================================
臭媳妇见公婆了


全貌合影  开发板是3年前淘宝老乡送的在此感谢
1602液晶左边显示的数据是调试用的 请无视 结果在右边




实验洞洞板搭建



不好意思是有点丑 可是心里美




通电清零




测个淘宝买的垃圾电阻 毫欧挡是用他校准的 我也不知道他的真实值 我手里愣是没能测他的表。用加1A电流测电压好像在误差范围。
目前他可是这个表200毫欧一下挡的标准
标称1毫欧0.5%  电阻单位毫欧没显示出来 开始是设计电路测一次闪一次。拍了几张愣是没拍上。干脆为后面照片把闪烁功能去掉


跳一个字




来个2.2毫欧的


47毫欧0.5% 实际也是误差大但没超标


10欧0.05% 欧姆档是用它校准




两个15欧0.1%并联




测个小飞机的废电池



测个两年前论坛淘的电池,本来准备给电车做充电宝的 一直闲置。
容量3500也够真不错 有10几块




7.4V报废数码相机电池两节串联, 这节容量有600MAH




这节容量开始有200MAH 循环几次有300MAH 。刚拆开的时候这节电压4伏另一节2。6伏,想着电压高的肯定不错 可惜。光看电压真不行。




来段2.5平导线




巧了正好夹到一半






来个重点 重点 重点 !!!论证内阻表测量理论真实有效的时刻 。 测空心电感内阻,看它能否避开感抗的影响。为啥要用空心电感 空心电感没磁芯损耗映射到线圈阻抗上,1kHZ下分布电容损耗也很小 ,所以测出等效内阻就和他的直流电阻基本相等 。




对比万用表四线测量。末尾在0-3之间跳动 可能表老化了
排除表的误差可以认为内阻表测的内阻有效。基本没有受到电感感抗的影响。根据测量原理同样可以避免容抗的影响。用他测电池内阻我认为真实有效。
想了好多方法来验证只有电感最直观 。






测电度表分流器 200微欧

============================================================================================








[ 此帖被cwfpc168在2018-09-12 19:08重新编辑 ]
本文内容包含图片或附件,获取更多资讯,请 登录 后查看;或者 注册 成为会员获得更多权限
本帖最近打赏记录:共27条打赏M币+303专家+2
小天123 M币 +1 優秀文章 07-11
ec1600 M币 +8 预订一套,请回复,谢谢。 02-09
chenqw8 M币 +15 原創內容 2018-12-31
newnet1234 M币 +13 謝謝分享,继续关注 2018-12-05
wmshizheng M币 +20 謝謝分享 2018-11-14
mmdhj 专家 +1 这是为自己打广告吗?不过,有技术就是为自己打广告又何妨呢。我也预订一套。 2018-10-27
mmdhj M币 +20 这是为自己打广告吗?不过,有技术就是为自己打广告又何妨呢。我也预订一套。 2018-10-27
天使的魔翼 M币 +8 建议楼主再努力一把,打板出成品,让群友享受福利。。我第一个报名 2018-10-26
超级女生 M币 +9 歡迎探討 2018-10-18
fenghuolun80 M币 +1 没有下文了? 2018-10-13
M币换购:工善必利器,您的拆机好伴侣~数码之家X22精密型螺丝刀套装(拆客必备系列)
 
zhuanjia
离线zhkrid

发帖
26489
M币
143900
专家
483
粉丝
409
只看该作者 1楼 发表于: 2018-09-11
做的不错,比商品的精度都要高了
离线cwfpc168

发帖
1280
M币
7960
专家
8
粉丝
60
只看该作者 2楼 发表于: 2018-09-11
回 zhkrid 的帖子
zhkrid:做的不错,比商品的精度都要高了 (2018-09-11 22:53) 回 zhkrid 的帖子

谢谢加分  稳定是很稳定就是没标准电阻校准
本帖最近打赏记录:共1条打赏M币+8
tsf8587710 M币 +8 预订一套,不知道还有没? 06-14
zhuanjia
离线tiger0746

发帖
3599
M币
4873
专家
2
粉丝
32
只看该作者 3楼 发表于: 2018-09-11
大神大作,膜拜
离线zzy_85569381

发帖
13079
M币
91537
专家
579
粉丝
3117
只看该作者 4楼 发表于: 2018-09-11
赶紧申精吧
离线在路上795

发帖
2479
M币
1966
专家
0
粉丝
29
只看该作者 5楼 发表于: 2018-09-11
费了这么多时间,出套件来造福一下有需要的坛友

内容来自Android手机客户端

离线kingtyj

发帖
1465
M币
74
专家
1
粉丝
31
只看该作者 6楼 发表于: 2018-09-11
搞个套件出来,有大神有高位表,标准电阻也会有大神有的。
离线温力口

发帖
60317
M币
183633
专家
569
粉丝
886
只看该作者 7楼 发表于: 2018-09-11
谢谢分享。。。。犹如看大片的感觉。。。。。。
离线我是火腿

发帖
90
M币
156
专家
1
粉丝
17
只看该作者 8楼 发表于: 2018-09-11
       这手工厉害,只要精度高就行,不用在乎外观。
离线wuhaibing

发帖
222
M币
10
专家
0
粉丝
32
只看该作者 9楼 发表于: 2018-09-11
牛人,不是一般有耐心的高人,你那搭桥的板子要是出了故障估计只有你自己才能修,换了别人要疯掉

内容来自Android手机客户端