Misuratore di terra - Nuova Elettronica

[altarkus2000]

Buongiorno a tutti,

tempo fa ho deciso di realizzare lo schema del misuratore di terra proposto in una rivista di Nuova Elettronica. Purtroppo al momento della taratura mi sono ritrovato dei valori non corrispondenti a quanto dichiarato nell'articolo: il microamperometro non raggiunge in alcun modo in fondoscala. La rivista è la n° 211, kit cod. 1512. Vi allego lo schema realizzato con  Eagle. Grazie a tutti,

Alessandro

[Livio Orsini]

Qunato segna il mAmetro? Potrebbe essere solo un problema di guadagno degli stadi precedenti.

[altarkus2000]

Ciao Livio, grazie della risposta.
Sul progetto c'è scritto di usare un microamperometro in continua con fondoscala di 200uA. e che nella fase di taratura - tramite regolazione dei trimmer - la lancetta deve arrivare al valore di fondoscala. Dalle prove che ho fatto, raggiungo 50uA. Su cosa potrei intervenire? Grazie,

Alessandro

 

 

[Livio Orsini]

I trimmers regolano l'ampiezza del segnale che si mette in uscita. O il segnale è inferiore a quello previsto, oppure trimmer e/o resistore in serie non hanno il valore corretto, oppure lo stadio di amplificazione non guadagna a sufficienza.

Quindi parti dal generatore e verifica che tutti i livelli sian corretti. Se questi son corretti si tratta di verificare i guadagni degli stadi amplificatori.

 

PS Non inserire sempre i disegni se non ci sono variazioni.

[altarkus2000]

Ho verificato l'esattezza dei valori dei vari componenti. Il generatore di onde quadre funziona sulla frequenza indicata nell'articolo ma non so che ampiezza deve avere l'onda affinche possa essere amplificata secondo le caratteristiche dello strumento. Dallo schema è possibile sapere il guadagno dello stadio amplificatore? Proverò a fare delle misurazioni con l'oscilloscopio. Le foto che ho inserito prima riguardano il circuito in forma di schema e in quella di stampato pcb. Grazie.

Alessandro

Modificato: 4 ottobre 2015 da 183633_1440189752

[Livio Orsini]

Con una batteria da 9V come alimentazione potrai avere all'incirca 8 Vpp in uscita sui 2 transisori in single ended.

Gli ampli usati son proprio quelli indicati dallo schema?

Prprio ieri è apparsa una discussione che chiedeva un'equivalenza di quei circuiti integrati.

[altarkus2000]

I componenti sono esattamente quelli indicati nell'articolo, non ho usato equivalenti. Non mi è chiaro il discorso "single ended"... cosa definisce? Non so se forse ho equivocato io ma l'alimentazione è duale 9+9 fornita da 2 batterie in serie.

[Livio Orsini]

Sono andato a prendere la rivista originale, tanto per essere sicuro.

Certo che l'alimentazione è duale, altrimenti così come è non funzionerebbe.

L'oscillatom re è clampato dai 2 zener che, limitano a +/- 4V, quindi son o circa 8Vpp massimo che escono dai 2 transistors in sigle ended, che fungono da booster di corrente.

La fase di taratura ti fa simulare la ressitenza del terreno con 2 resistori: uno con rsistenza totale 200 ohm, l'altro con ressitenza totale 2kohm, questo in funzione delle 2 scale di corrente generata. Ai capi dei resistori ci devono essere circa 2V (0.001 A * 2000 hm = 2 V) in entrambe le scale.

[altarkus2000]

Ciao Livio,ti ringrazio molto per la delucidazione. Ieri ho effettuato delle misurazioni con l'oscilloscopio - collegando rispetto a massa del circuito sul terminale T - e ho riscontrato una tensione di (soli) 900mV all'uscita di IC3 (piedino 1), ultimo stadio del percorso del segnale. Da quel punto, la tensione si abbassa di un bel po' passando nel circuito composto dalla serie R27-R28 e dai diodi DS5-DS6 (1N4148) per poi entrare ai capi del microamperometro. Ora, per fare la verifica del valore di tensione ai capi delle resistenze di taratura, dovrei rieseguire delle saldature: ieri ho modificato il circuito eliminando i componenti che si trovano tra il piedino 1 di IC3 e l'entrata + del microamperometro (in modo da avere una tensione più alta) e ho ponticellato il piedino 1 con il + dell'ingresso microamperometro. Inoltre ho modificato i valori di R9-R11 rispettivamente su 270 Ohm e 2,7kOhm. In quel modo il microamperometro raggiunge il fondoscala senza problemi e la regolazione dei trimmer risulta avere una escursione molto più ampia sulla lancetta. Detto questo, vorrei sapere se le modifiche da me apportate compromettono il funzionamento e/o la precisione dello strumento. Grazie e buona giornata.

Alessandro

[Livio Orsini]

Hai fatto un errore per annullarne un altro.

Hai letto quanto ho scritto in precedenza? Misura le tensioni che ho descritto e verifica che i valori sian corretti.

Tutti gli ampli, tranne lo stadio di IC3-A sono a guadagno unitario, mentre questo guadagna circa 2.

[altarkus2000]

Dunque... ho ripristinato il circuito originale. Misurando le uscite dei transistor con l'oscilloscopio ho rilevato una onda quadra di frequenza 547Hz, 10 V.p-p, 4.2 Vrms. Questi valori sono identici per entrambe le scale, tenuto conto del cambio delle resistenze necessarie per la taratura. Ai capi delle resistenze di taratura rilevo una onda quadra (547Hz) con    3 V.p-p, 1.3 Vrms (stessi valori per entrambe le serie). Infine, ai capi del microamperometro misuro una tensione continua di 209 mVrms e 1 V. p-p molto disturbata (notevole presenza di spikes). Ai capi del condensatore elettrolitico C13 rilevo una tensione continua di circa 600mV, che rilevo seguendo il percorso del segnale fino alla uscita di IC3-A: da questo punto, dopo aver attraversato R27-28, la tensione scende (ovviamente) a circa 270mV, che sono quelli presenti sui morsetti del microamperometro. Mi viene il sospetto che la tensione sia troppo bassa. Noto dallo schema che IC3-A è l'unico a non avere resistenza tra ingresso invertente e uscita; non so se deve funzionare in quel modo. In ultima analisi, potrebbe essere un problema del microamperometro che utilizzo io? Grazie.

Alessandro

 

[Livio Orsini]

Noto dallo schema che IC3-A

 

Forse intendevi IC3-B che, giustamente è in configurazione "voltage follower" a guadagno unitario; IC3-B ha un resistire di reazione in modo da avere un guadagno di circa 2.2, anche se in configurazione "raddrizzatore ideale".

Devi trovare ed eliminare la causa degli spikes che sono assurdi in un'alimentazione a batteria.

I circa 3 Vpp ai capi dei resistori di taratura sono anche troppi per avere il fondo scala previsto; significa che stai generando una corrente 1.5 volte quella prevista.

A mio giudizio c'è qualche errore o qualche componente guasto nella catena di amplificazione.

[altarkus2000]

Ciao Livio,

sì intendevo IC3-B, mi sono sbagliato   A questo punto immagino che l'origine del malfunzionamento sia da ricercare già all'uscita dei transistor: In un precedente post avevi scritto che questi - al massimo - potevano produrre 8 V.p-p, mentre a me risultano 10 V.p-p. Rimane il fatto che - nonostante il valore sia più alto del previsto - all'uscita microamperometro mi ritrovo un valore di tensione molto inferiore rispetto a quello amplificato. Ho controllato le condizioni degli integrati, tutto ok. Perdonami se torno su un punto: i resistori R27-28 hanno la funzione di attenuare il segnale in uscita da IC3-B, dico bene? Poi: DS5-DS6 a cosa servono? Forse a protezione del microamperometro? Grazie.

Alessandro

Modificato: 6 ottobre 2015 da altarkus2000

[Livio Orsini]

No, ragiona con la legge di ohm che non sbaglia mai.

Lo stadio di uscita è un generatore di corrente che eroga al massimo 10 mA nominali, tu gle nafai erogare 15 mA per avere 3 V sul resistore da 200 ohm di taratura. Quindi sino a li sei a posto.

Gli 8 Vpp son quelli che limitano gli zener, però lo stadio finale è un generatore di corrente costante quindi la tensione può salire sino al massimo possibile per poter erogare la corrente richiesta.

Il problema ce l'hai dopo.

[altarkus2000]

Ok quindi mi sembra di capire che fino a un certo punto il circuito funziona bene. Cosa intendi dire con "il problema ce l'hai dopo"? Potresti indicarmi dove ricercare l'anomalia? Grazie.

[Livio Orsini]

Presumi troppo dalle mie doti divinatorie.

Fino a qui la diagnosi si è basata sui dati delle misure che hai effettuato.

Se scrivo "il problema ce l'hai dopo" significa che sino a quel punto, ovvero il generatore di corrente, è tutto regolare. i guai sono localizzati dalle boccole d'ingresso in poi.

[altarkus2000]

Ah ecco, adesso è più chiaro. Mi sa che a questo punto mi tocca rassegnarmi. Grazie per tutto e buona serata.

Alessandro

[Livio Orsini]

Mi sa che a questo punto mi tocca rassegnarmi.

 

Disponi della strumentazione adeguata, perchè non dovresti riuscire a risolvere il problema? 

Basta avere un po' di pazienza e lavorare con metodo, partendo dalle boccole d'ingresso.

[altarkus2000]

Sì la strumentazione va bene, ma sono io a non avere la competenza necessaria. Dei componenti conosco solo la denominazione, ma non il comportamento in base alle varie configurazioni (parlo in particolare dei semiconduttori). Avrei bisogno di un tutor, da solo non sono in grado. Se lo dovessi portare a controllo da un tecnico, la spesa non varrebbe l'impresa e a quel punto avrei già considerato l'acquisto dell'apparecchio già bello e fatto.