Medición de un voltaje de CA bajo con microcontrolador

Esta es la primera vez que publico, así que si pierdo alguna forma de etiqueta, me disculpo de antemano. Soy un estudiante universitario de ingeniería y estoy tratando de construir un monitor de batería de estado de salud de resistencia interna. Este monitor colocará aproximadamente 1 amperio de CA a una frecuencia fija a través de una batería de ácido de plomo de 12 V. Esto provocará una caída de voltaje en el rango de milivoltios que necesito medir.

Actualmente estoy usando una raspberry pi con un ADC para tomar medidas, sin embargo, no puedo tomar valores negativos. Pensé en rectificar la señal, pero eso anula el propósito de tener CA en primer lugar.

Puedo usar un DMM para medir CA, pero no he tenido mucho éxito en descubrir cómo hacer mi propio circuito para que la medición se pueda leer en el ADC.

Entonces, mi pregunta es 1, ¿cómo mide un DMM, con precisión, el voltaje de CA sin estropear la señal en sí (esto me ayudaría a construirla) y, en segundo lugar, hay algún tipo de sensor que pueda usar que mida con precisión? Voltaje de CA en el rango de milivoltios o incluso microvoltios.

¡Cualquier ayuda es muy apreciada!

He adjuntado un circuito muy simplificado. El morado, R1, C1, L1 y R2 y la fuente de 12v representan la batería. Los terminales comienzan en R1 y terminan en L1. C2 y R3 son solo parte del circuito de generación de corriente CA donde C2 detiene la circulación de 12 V CC. Estoy tratando de medir el voltaje de CA en los terminales.Circuito simplificado

Si su ADC tiene suficiente resolución y velocidad, puede proporcionarle a su PI suficientes datos para calcular el voltaje de CA. ¿Puede proporcionar más detalles de ADC? Como el número de bits (resolución) y el voltaje de escala completa, y el tiempo que lleva procesar una lectura.
¿El propio voltaje de la batería no compensará la medición?
ADC Tasa de bits: 16 bits Tipo de interfaz: I2C Canales: 4 canales AN0 AN1 AN2 AN3 o 2 entradas diferenciales Voltaje de entrada: 2.0-5.5v Voltaje de entrada del canal: 0-VDD Modo continuo: solo 150 μA Modo de disparo único: apagado automático TASA DE DATOS PROGRAMABLES: 8sps-860sps Control programado de rango de entrada, 7 tipos de rangos de entrada: -0.256V ~ + 0.256V, -0.512V ~ + 0.512V, -1.024V ~ + 1.024V, -2.048V ~ + 2.048V, - 4.096V ~ + 4.096 V, -6.144V ~ + 6.144V I2C Direcciones de 7 bits entre 0x48-0x4B Tamaño: 18 mm * 28 mm
"¿El propio voltaje de la batería no compensará la medición?" Um... Guau... No he hecho esto en un escenario real, pero eso puede funcionar lo suficiente como para al menos hacer una prueba de concepto. No puedo creer que no consideré el voltaje de la batería. Spero dio algunas opciones geniales que ayudarían a que fuera preciso, pero gracias. Parece una obviedad ahora que lo mencionas.

Respuestas (1)

Hay algunos enfoques posibles:

  1. amplifique el voltaje con un amplificador acoplado a CA y desvíelo a la mitad del rango de ADC.

  2. amplifique el voltaje con un amplificador acoplado a CA y haga un convertidor CA-CC (rectificador de precisión) como se usaría en un DVM (esto puede tener más problemas potenciales con el ruido interpretado como señal)

  3. amplifique la señal con un amplificador acoplado a CA y demodule sincrónicamente el voltaje de salida multiplicándolo efectivamente con la señal de energización. Esto se puede hacer en el dominio digital usando 1. o en el dominio analógico usando circuitos analógicos. Este es efectivamente un amplificador de bloqueo y puede brindarle un rendimiento superior al actuar como un filtro de banda extremadamente estrecho, por lo que la mayor parte del ruido cae fuera de la banda de paso.

Gracias, me tomaré el tiempo para investigar estas opciones mañana por la noche. He estado muy perdido tratando de hacer que funcione.
Cuando termine mi proyecto, publicaré algunos resultados aquí. ¡Gracias por su ayuda! Todavía estoy investigando y diseñando, pero implementaré algunas sugerencias hechas aquí.
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