Phyphox测量差分电压实验

Phyphox测量差分电压实验

一、差分电压

在断电自感的实验里，如图1，当电键S1闭合时R2、R3电流都是向右的，而当S1断开，R3电流立即反向，此时R3两侧的电势，立即从“左高右低”突变为“左低右高”，若是R3的电压一直使用Arduino来测量的话，S1闭合时测量值大约为，那么S1断开的瞬间，我们期望在Arduino中能够测得一个逐渐减小的电压值(即L1上的自感电动势)从渐变为0，然而实际是测不到的——原因是单片机不能直接测量负电压。

为测量负电压，我们需要模数转换，让Arduino能够测量两点之间的电势之差，而无论这两个点间的电势哪个高、哪个低，Arduino去测量这个正或负的数值就可以了。这就是差分电压。

图1 断电自感时出现负电压

二、ADS1115高精度模数转换芯片

ADS1115是最常见、最便宜的模数转换芯片，按常见设置接线，如图2。此时可测A0、A1间差分电压，A2、A3间差分电压。

图2 ADS1115差分电压接线

三、Phyphox-ESP32测量差分电压

图3是使用的ADS1115芯片模块，直接接线就好，但是这个模块在ESP32上的应用比较麻烦，代码此处省略。图4为实测一只旧电池的显示，在小数点的第4位上，仍然精准。

图3 电路器材

图4 测量一节旧电池两端电压