Hallo, also ich versuche mich gerade mit meiner ersten Schaltung, aber irgendwie hänge ich gerade und benötige eure Hilfe :) Ich muss den Mittelwert von Strom, welcher nur kurze Peaks(ca. 0-10A, Dauer 10µs) hat, möglichst genau messen. Mein aktueller Plan ist es, den Strom über einen Shunt Widerstand von ca. 8mOhm laufen zu lassen und dann mittels eines "current shunt monitors", dem TI INA226, der ja recht präzise sein soll, den Strom direkt ins Digitale umzuwandeln. Wenn ich das Datenblatt richtig mit der "ADC conversion time" verstehe, dann steht da bis zu 10ms. Das ist aber sozusagen nur die Zeit, in der umgewandelt wird, oder? Wo finde ich die Abtastrate? Habe ich durch Parallelschalten eines Kondensators die Chance die Spannung aufrechtzuerhalten? Wenn ja wie berechnen ich die richtige Kapazität? Habt ihr Ideen oder Vorschläge, wie ich das am Besten bewerkstelligen kann? Vielen Dank, Daniel
Warum schaltest du zwischen Shunt und INA nicht einfach einen Tiefpass, um dort die Mittelwertbildung zu machen?
Daniel schrieb: > Ich muss den Mittelwert von Strom, welcher nur kurze Peaks(ca. 0-10A, > Dauer 10µs) hat, möglichst genau messen. Willst du den Peak möglichst genau vermessen oder den Gesamtstrom möglichst genau? 10us wirst du nicht so ohne Weiteres erfassen können. Du könntest dir einen Maximalwertgleichrichter bauen, der die Spitze erfasst und solange speichert bis du den Wert erfasst / verarbeitet hast. Ingo
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Hallo, danke für die Antworten. Ich möchte den Gesamtstrom möglich genau erfassen. "Gast" meinst du die zweite Variante von dem Upload?
Natürlich die Variante 2. Da der INA recht hohe Input-Bias-Ströme hat (10µA!), solltest du den Serienwiderstand niederohmig halten und ab besten einen zweiten, gleich großen Widerstand in die 2. Zuleitung schalten.
Daniel schrieb: > möglichst genau messen. Das ist extremst teuer! Die Alternative wäre, du sagtst dazu, welche Genauigkeit du mindestens braucht. Das ist meist einfacher zu erreichen... > Ich muss den Mittelwert von Strom, welcher nur kurze Peaks(ca. 0-10A, > Dauer 10µs) hat, möglichst genau messen. Den Spitzenwert oder den Mittelwert oder den Verlauf?
Ein Puls hat keinen Mittelwert. Erst mit einer Wiederholrate. Wie oft kommt der Puls denn ? Und per Mittelwert moeglichst genau messen bedeutet die 10us muessen konstant sein.
Entschuldigung, dass ich mich erst heute wieder melde, aber ich hatte ein wenig Probleme mit der benötigten Genauigkeit. Also ich benötige eine Leistungsmessung auf 0.05% genau. Dabei nimmt die Spannung einen minimalen Wert von etwa 0.25V und der Strom einen minimalen Wert von etwa 0.1mA an. Der Puls kommt unterschiedlich oft. Von fast dauerhaft bis ca 1s Pause. Er ist auch in den 10us nicht ganz konstant. Fällt euch noch was ein? Oder fehlen noch Informationen? Ich bin wiegesagt noch nicht so erfahren. Danke für eure Hilfe!
0,1mA auf 0.05% genau zu messen ergibt eine Genauigkeitsanforderung von 50nA. Bei einem Messbereich bis 10A. Rechnen wir mal weiter. Um die Spannung von 0.25V mit einem Messwiderstand um nur 0.05% zu beeinflussen, dürfen da bei 10A nur 125µV abfallen. Runtergerechnet auf die Genauigkeit der Messspannung bei 0,1mA, also effektiv die Spannung bei 50nA, ergibt sich <underflow>. Viel Vergnügen!
Ja ich weiß - das wird nicht einfach. Aber ich habe noch eine Frage zu deiner Rechnung bezüglich der Genauigkeit. Da ja P=U*I müsste sich nach der Fehlerfortpflanzung dP= 0.05% = dU + dI ergeben? Also muss die Genauigkeit der Spannung auf z.B. 1% genau und die des Stromes auf 4% genau sein? Habe ich da einen Denkfehler? Wenn ja dann waren meine Toleranzangaben falsch und ich werde nochmal nachrechnen. Danke! :)
Daniel schrieb: > Aber ich habe noch eine Frage zu deiner Rechnung bezüglich der > Genauigkeit. Da ja P=U*I müsste sich nach der Fehlerfortpflanzung dP= > 0.05% = dU + dI ergeben? Also muss die Genauigkeit der Spannung auf z.B. > 1% genau und die des Stromes auf 4% genau sein? Sind dir die 2 Zehnerpotenzen im "Prozent" entwischt? U um 1% genau, also Rechnung mit 1.01. I um 4% genau, also Rechnung mit 1.04. 1.01 * 1.04 = 1.0504, also 5% Abweichung. Du willst aber 0,05%.
Fehlerfortpflanzung: Bei einer Multiplikation zweier Größen addieren sich die relativen Fehler. Einfaches Beispiel P = U*I U= 1V I= 1A U mit 1% Fehler, I mit 4% Fehler: Pmax= Umax*Imax = 1,01V * 1,04A = 1,05W dP/P = 5% = dU/U + dI/I Pmin= Umin*Imin = 0,99V * 0,96A = 0,95W dP/P = -5% = dU/U + dI/I P=Umax * Imin = 1,01V * 0,96A = 0,97W dP/P = dU/U + dI/I = 1% + (-4%) = -3% P=Umin * Imax = 0,99V * 1,04A = 1,03W dP/P = dU/U + dI/I = (-1%) + 4% = 3%
äh ja ops die 10^-2 hab ich vergessen. Aber ansonsten passt, dass die sich addieren. Danke Gregor und A.K..
ich fasse mal zusammen: Daniel schrieb: > Ich muss den Mittelwert von Strom, welcher nur kurze Peaks(ca. 0-10A, > Dauer 10µs) hat, möglichst genau messen. Daniel schrieb: > Also ich benötige eine Leistungsmessung auf 0.05% genau. Dabei nimmt die > Spannung einen minimalen Wert von etwa 0.25V und der Strom einen > minimalen Wert von etwa 0.1mA an. > Der Puls kommt unterschiedlich oft. Von fast dauerhaft bis ca 1s Pause. > Er ist auch in den 10us nicht ganz konstant. und vor allem: Daniel schrieb: > also ich versuche mich gerade mit meiner ersten Schaltung, Für mich klingt das wie: "Hey, ich bastle das erste mal mit Modellraketen, wie kann ich mein I-Pad auf den Mond bringen, dort den Nordpol filmen und wieder heil zurück". Du solltest 4 Größenordnungen kleiner anfangen.
Tip: "Sample an hold" suchen. Hinweis: Jede Induktivität mach dein Messergebnis kaputt. Wahrheit: Wer misst, der misst Mist. Joe
Udo Schmitt schrieb: > Du solltest 4 Größenordnungen kleiner anfangen. Noch kleiner? Ne, ich weiß schon was du meinst. Und du hast auch prinzipiell recht, aber ich will das unbedingt hinbekommen. Ich finde, dass man als Elektrotechnik Student mal eine Schaltung entworfen haben sollte. Je anspruchsvoller, desto mehr lernt man dabei. Die Fächerauswahl in der Uni ist ja mittlerweile so breit gestreut, dass ich bisher mehr programmiert habe, aber jetzt eben auch mal eine andere Seite kennen lernen möchte. Gute Tipps Joe :)
>aber ich will das unbedingt hinbekommen
Hmmm,
nur mal hypothetisch angenommen, du bekommst das hin.
Wie willst du es jemals nachweisen daß dein Ergebnis stimmt?
Auch nur so gaaanz grob, sagen wir auf 0,1% genau.
Kennst du ein Labor was ein Gerät hat mit welchen man das machen kann?
Mich würde dieses Referenzgerät interessieren!
Gruss
Zu Beginn wuerd ich die Genauigkeit auf 1% setzen und mit 10MSample sampeln. Das ist schon genuegend aufwendig.
Daniel schrieb: > Je anspruchsvoller, desto mehr lernt man dabei. Man lernt zwar manchmal auch bei gescheiterten Projekten, aber nicht wenn schon die Aufgabenstellung etliche Grössenordnungen von jeder Realität entfernt ist. Was du hieraus lernen kannst: eine realistische Aufgabenstellung finden.
> 0.05% genau
Nun ja, dazu wurde glaube ich schon genug gesagt.
Aber mal ne andere Idee:
Das Problem bei der Genauigkeit Strommessung entsteht doch vor allem
dadurch, daß Du nur einen Shunt mit geringem Widerstand nehmen kannst um
die zu vermessende Schaltung nicht zu stark zu beeinflussen.
Wenn Du jetzt aber zur Versorgung ein Labornetzteil mit externer
Sense-Leitung nimmst, kannst Du den Shunt wesentlich hochohmiger
auslegen. Das Labornetzteil gleicht den Spannungsabfall über dem Shunt
wieder aus.
Durch den höheren Spannungsabfall wird es leichter den Strom genauer zu
messen. Für 10 A musst Du dann natürlich ziemlich dicke Klopper von
Shunts verwenden, gut Kühlen etc.
Danke an alle für die profesionelle Beratung! Sehr gute Idee Gerd! Darauf wäre ich sonst nicht gekommen. Werde mal überprüfen, ob das eventuell klappen könnte.
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