Hallo Leute! Ich habe vor einen Stromsensor einzusetzen. Es handelt sich um den Typ T60404-N4646-X653 der Firma Vacuumschmelze: http://www.vacuumschmelze.de/fileadmin/Medienbiliothek_2010/Produkte/Kerne_und_Bauelemente/Anwendungen/Stromsensoren/Aktive_Ss_fuer_hoechste_Genauigkeit/4646-X653_de.pdf Jetzt habe ich mal ein paar Fragen dazu. Der Grund warum ich hier frage ist, dass ich seit drei Tagen dort anrufe und immer an irgendwelche Mailboxen verbunden werde. Zurückrufen tut keiner. Auch habe ich Durchwahlen bekommen, unter denen niemand erreichbar ist. Auf eMails antwortet leider auch keiner. Also: Es handelt sich bei dem Teil um einen 6A-Typ. Er besitzt drei Windungen, welche parallel, reihen-parallel und in Reihe geschaltet werden können. Das Teil kann somit optimal für einen Nennstrom von 6A, 3A und 2A genutzt werden. Das Ausgangssignal beträgt 2,5V +/- 0,625V. Ich habe vor, nur eine Stromrichtung zu messen, also kommen für mich nur die +0,825V in Frage. Jetzt steht dort weiterhin, dass in der Konfiguration von 6A maximal +/- 20A gemessen werden können, bei 3A noch +/- 10A. Ich möchte gerne von 0...10A messen. Hat jemand schonmal so ein Teil benutzt und kann mir sagen, ob der Ausgang über dem Effektivstromwert, also z.B. in der 6A-Variante noch linear ist? Wie sieht es in der 3A-Variante aus? Durch Nutzen der zwei Windungen durch den Sensor steigt natürlich die Empfindlichkeit, aber sind da auch noch gute Ergebnisse zu erwarten bei einem Messstrom 7A über dem Nennstrom? Ich würde natürlich gerne die bestmögliche Auflösung haben, also ist die Frage, ob ich die 3A-Konfiguration nehmen kann und da dann auch noch 10A (+ evtl. noch ein bisschen mehr...300mA oder so Reserve) durchschicken kann und dabei dann auch noch ein sinnvolles Ergebnis erhalte. Dann gibt es noch zwei Varianten, einmal mit interner (Typ X663), einmal mit externer (Typ 653 vom Datenblatt) Referenz. Externe Referenz heißt in dem Fall aber, dass es drei Anschlüsse gibt, nämlich Vcc, Vout und GND. Ist hier eine präzise Versorgungsspannung (5V) gefragt, aus der der Mittelwert von 2,5V erzeugt wird, oder wie soll ich das verstehen? Weil einen "externen" Referenzanschluss gibt es ja garnicht. Kann jemand generell Angaben über die Auflösung eines solchen Sensors geben? Was ist da zu erwarten? 1mA, 10mA oder gar schlechter? Zum Vout steht da weiterhin ein Offsetripple von 100mV mit einem 1-poligen 1MHz-Filter - hallo? Was geht denn in dem Ding ab? Bei einem einpoligen 20kHz-Filter sind es immernoch bis zu 5mV. Wie arbeitet das Ding, dass so ein Ripple entsteht? So, das reicht erstmal - ich würde mich freuen, wenn mir jemand dazu ein bisschen Hilfe geben könnte.
Dennis schrieb: > Ausgang über dem Effektivstromwert, also z.B. in der 6A-Variante noch > linear ist? Das Datenblatt sagt unter "Meßgenauigkeit–Dynamisches Verhalten": Ipmax = +/-20A, Linearität = 0,1% Ich gehe mal davon aus, dass das zusammen gilt. > Wie sieht es in der 3A-Variante aus? Durch Nutzen der zwei > Windungen durch den Sensor steigt natürlich die Empfindlichkeit, aber > sind da auch noch gute Ergebnisse zu erwarten bei einem Messstrom 7A > über dem Nennstrom? Es ändert sich durch die andere Verdrahtung nichts im Sensor, weder elektrisch noch magnetisch. Die 3 Strombereiche (siehe Liste "Beschaltungsmöglichkeiten") sind daher gleichwertig. > Dann gibt es noch zwei Varianten, einmal mit interner (Typ X663), einmal > mit externer (Typ 653 vom Datenblatt) Referenz. Externe Referenz heißt > in dem Fall aber, dass es drei Anschlüsse gibt, nämlich Vcc, Vout und > GND. Ist hier eine präzise Versorgungsspannung (5V) gefragt, aus der der > Mittelwert von 2,5V erzeugt wird, oder wie soll ich das verstehen? Weil > einen "externen" Referenzanschluss gibt es ja garnicht. Anders herum: X653 hat die interne Referenz und ist nicht herausgeführt, X663 (http://www.vacuumschmelze.de/fileadmin/Medienbiliothek_2010/Produkte/Kerne_und_Bauelemente/Anwendungen/Stromsensoren/Aktive_Ss_fuer_hoechste_Genauigkeit/4646-X663_de.pdf) hat interne oder externe Referenz und hat einen 4. Pin (Pin Nr. 10), der als Eingang oder Ausgang funktioniert (siehe Innenschaltung). Die Referenz ist spezifiziert mit 2,5V +/- 0,005V, unabhängig von der Versorgungsspannung (die natürlich im erlaubten Bereich sein muss). Anwendungsmöglichkeiten: 1. Referenz offen lassen: X663 ist identisch wie X653 2. Referenz (hier als Eingang benutzt) mit externer Referenz beschalten, z.B. die gleiche Referenz, die der A/D-Wandler benutzt 3. Referenz (hier als Ausgang benutzt) verwenden, um die Referenz des A/D-Wandlers zu versorgen. In den Fällen 2. und 3. geht der Fehler der Referenzspannung nicht in die Genauigkeit ein. Gruß Dietrich
Dietrich L. schrieb: > Das Datenblatt sagt unter "Meßgenauigkeit–Dynamisches Verhalten": > Ipmax = +/-20A, Linearität = 0,1% > Ich gehe mal davon aus, dass das zusammen gilt. Naja OK, also nehmen wir mal an, dass es linear bleibt. Dietrich L. schrieb: > Es ändert sich durch die andere Verdrahtung nichts im Sensor, weder > elektrisch noch magnetisch. "Im" Sensor ändert sich nichts, klar, aber ich führe das Signal bei der 3A-Variante halt zweimal durch den Sensor, wodurch die Empfindlichkeit steigt. Und der Messbereich ist dabei bis zu +/- 10A. Also theoretisch für meinen Zweck geeignet. Nur wie sieht es mit 10,1A aus? Auch noch drin? Ich würde den Strom elektronisch auf 10A begrenzen, aber halt nur zur Sicherheit. Dietrich L. schrieb: > Anders herum: X653 hat die interne Referenz und ist nicht herausgeführt, > X663 > (http://www.vacuumschmelze.de/fileadmin/Medienbiliothek_2010/Produkte/Kerne_und_Bauelemente/Anwendungen/Stromsensoren/Aktive_Ss_fuer_hoechste_Genauigkeit/4646-X663_de.pdf) > hat interne oder externe Referenz und hat einen 4. Pin Das sieht im Schaltbild so aus, aber so scheint es nicht zu sein, denn hier in der Übersicht http://www.vacuumschmelze.de/index.php?id=404 steht ja, ob mit Vref oder nicht. Und im Datenblatt vom X663 ist ja auch die interne Referenz eingezeichnet, welche durch eine externe überschrieben werden kann. Im DB vom X653 ist zwar auch ein REF in der Zeichnung zu sehen, aber ganz klar ist die Geschichte auch nicht. Weil in der Übersicht steht hier ja "Vref: nein". Dietrich L. schrieb: > Referenz offen lassen: X663 ist identisch wie X653 OK, das kann natürlich auch heißen, dass der einzige Unterschied darin besteht, dass ich beim X663 mit "Vref: ja" lediglich die Möglichkeit habe, extern eine dran zu hängen.
Hi >OK, das kann natürlich auch heißen, dass der einzige Unterschied darin >besteht, dass ich beim X663 mit "Vref: ja" lediglich die Möglichkeit >habe, extern eine dran zu hängen. Nein, das heißt, das ein Referenzspannungsanschluß vorhanden ist. Du kannst die dort ausgegebene Referenzspannung für deinen Messung benutzen (Vref als Ausgang) oder eine eigene Referenzspannung anlegen (Vref als Eingang). Damit 'überschreibst' du die interne Referenzspannung. MfG Spess
Von LEM (http://www.lem.com) gibt es die gleichen Sensoren, dort heißt der Typ CAS 6. Zu dem gibt es eine ausführliche Dokumentation hier: http://www.lem.com/images/stories/files/Products/P1_5_1_industry/LEM_Leaflet_CAS_CASR_CKSR_web_site.pdf
Dennis schrieb: > Nur wie sieht es mit 10,1A aus? Auch noch > drin? Ich würde den Strom elektronisch auf 10A begrenzen, aber halt nur > zur Sicherheit. Bei Überschreitung des max. Stromes leidet in erster Linie die Linearität, aber geht ja nicht gleich was kaputt. Überlastung ist hier eher ein Thermisches Problem: Verlustleistung am Innenwiderstand. Als Ergänzung kann Dir vielleicht noch helfen: Die Vacuumschmelze-Teile sind offensichtlich (fast?) identische Nachbauten des Originals LTSR6 der Fa. LEM: LTSR6 (http://www.lem.com/docs/products/ltsr%206-np.pdf) Dieser LEM-Typ hat übrigens noch ein extra Loch. Da kann man die Primärwicklung an die Bedürfnisse anpassen. Gruß Dietrich Edit: Gregor B. nannte schon den wohl neueren Typ CAS 6. Ich kannte nur den "alten" LTSR6.
Hey super! Danke Jungs! Das les ich mir doch jetzt erstmal durch
Dietrich L. schrieb: > Die Vacuumschmelze-Teile sind offensichtlich (fast?) identische > Nachbauten des Originals LTSR6 der Fa. LEM: Möglicherweise sind die Teile für Anwendungen kompatibel. Wenn man sich aber die jeweiligen Datenblätter ansieht gibt es schon einen technischen Unterschied. LEM verwendet eine Hall-Magnetsonde, während Vacuumschmelze eine weichmagnetische Sonde verwendet (was auch immer das ist) und deren Vorteile gegenüber Halleffektsonde anpreist.
Dann ist es das gleiche Prinzip wie im LEM CAS 6. Siehe hier auf S. 3 http://www.lem.com/images/stories/files/Products/P1_5_1_industry/LEM_Leaflet_CAS_CASR_CKSR_web_site.pdf
Gregor B. schrieb: > Dann ist es das gleiche Prinzip wie im LEM CAS 6. Da hast du natürlich Recht. Ich verglich den LTSR6 Typ mit der Vacuumschmelze. Außerdem steht bei Vacuumschmelze, dass sie die einzigen Hersteller seien. Stimmt scheinbar nicht, oder einer kauft vom anderen ein.
> dass ich seit drei Tagen dort anrufe und immer an irgendwelche > Mailboxen verbunden werde. Tja, zum Thema Kundenorientierung bei VAC hatte ich seinerzeit nicht nur einmal eine verbale Auseinandersetzung mit einigen Herren dort, allen vor mir Dierk H.! Wenn Du nicht weiter kommst, frag Dich mal zu Herrn Lenhard durch. Der ist da inzwischen verantwortlicher Entwickler, soweit mir bekannt. >Dietrich L. Bei DEM Vornamen kommt mir eine interessante Assoziation.(?) > Hat jemand schonmal so ein Teil benutzt Ich habe welche mitentwickelt, allerdings nicht den. > Die Vacuumschmelze-Teile sind offensichtlich (fast?) >identische Nachbauten des Originals LTSR6 der Fa. LEM: Hm, eigentlich haben sich die Vacianer immer beklagt, dass LEM angeblich deren Sensoren nachbaut - ok, ich nehme das zur Kenntnis. > dass sie die einzigen Hersteller > seien. Stimmt scheinbar nicht, oder einer kauft vom anderen ein. Zu meiner Zeit hat VAC jedenfalls nicht bewusst LEM nachgebaut - wäre mir erinnerlich. In Qualität hätte man allerding gut daran getan sich an den Schweizern zu orientieren :-) > Kann jemand generell Angaben über die Auflösung eines solchen Sensors > geben? Was ist da zu erwarten? 1mA, 10mA oder gar schlechter? Die Auflösung hängt von mehreren Dingen ab: Zum einen gibt es ein Übertragungsverhältnis der Windungen, die den Primärstrom auf die Sekundärwindung übersetzt, die im Kompensationszweig liegt. Diese lässt nicht jede Übersetzung zu. Vorausgesetzt, die Wickelmaschine hat nicht wieder Mist gebaut, müsste das allerdings stimmen. Nachmessen hilft. Die interne Elektronik ist nämlich so ausgelegt, dass das Teilerverhältnis genau passend übersetzt wird. Gfs wird ein mismatch der Windungszahlen durch die Spannungsverstärkung des OPV im Sondenzweig ausgeglichen, um zu einem einfachen Ü-Verhältnis zu gelangen. Massgeblich sind dabei allerdings die Präzision der beteiligten R's und da nichts sonderliches verbaut. > Wie arbeitet das Ding, dass so ein Ripple entsteht? Es ist ein freilaufender Schwingkreis, der eine PWM erzeugt, deren d.c. sich so einstellt, dass das vom übersetzten Strom erzeugte Magnetfeld im Inneren des Sensors durch einen von dieser PWM gespeisten Kompensationskreis im Mittel Null ist. Die Elektronik regelt quasi den Strom von vorne weiter hinten im Kleinen aus. Dabei entsteht besagte PWM, die man glätten muss. Z.T. macht das der Sensor selber, indem ein TP verwendet wird und der ripple auch aktiv geglättet wird, z.T. macht man es extern. Jeder Kunde will das ja anders. Es gab auch Versuche, das digital zu erfassen, was aus denen geworden ist, entzieht sich meiner Kenntnis. Die ASIC Geschichte, die angeleihert wurde und die TI damals an ie grosse Glocke gehängt hat, scheint ins Wasser gefallen zu sein. >Refstufe Die Referenzstufe liefert die BIAS-Spannung, auf die sich der Kompensationskreis bezieht. Diese Spannung muss möglichst genau und stabil sein. Einige Sensoren haben dazu eine eigene Ref-Elektronik. Bei den billigen Sesoren ist die Ref unbestückt oder nicht vorhanden. Das Problem sind hier die meist instabilen Versorgungen. Mit Ref bist Du genauer. "Lagegenauer" und exakt zu sein. Mit etwas Schmackes in einem PLD kann man das auch ohne Ref wegprozessieren. Hat die VAC aber nicht kapiert und die Kunden auch nicht. >eine weichmagnetische Sonde verwendet Dieses Material, z.B. "Vitrovac" liegt im Inneren des Sensors und koppelt das vom Kompensationsstrom erzeugte Magnetfeld, abzüglich des Aussenmagnetfelds vom Erregerstrom in die Sondenspule, die die PWM steuert. Das Verfahren ist von VAC patentiert, dürfte aber abgelaufen sein - zumindest das Prinzip. Ob dort was nachgeschoben wurde, kann ich nicht sagen: Von meiner Seite wurden dem damaligen Bereichsleiter, Herrn Dr P. Vorschläge gemacht, wie man mit einem verrauschten Signal die Vitrovac Sonde ansteuern könnte, um mit der Grenzfrequenz weiter nach oben zu kommen und bei definiertem Filter weniger ripple zu haben. Hat man sich angehört und in die Schublade gesteckt. Nun ja, Vorschläge von Entwicklern waren dort nicht gerne gesehen und wurden vom anderen Dr. P abgebügelt. Zurückkommend auf die Genauigkeit sei noch erwähnt, dass es selbstredend thermische Effekte gibt und die Sache vom ripple der Versorgng abhängt. Wenn man den misst, kann man ihn manuell in den Ausgangszweig gegenkoppeln. Einige Sensoren machen das intern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dort mehrere Faktoren eine Rolle spielen und es auch eine Definition des Betrachtungszeitraumes ist: Sehr niederfrequent und gut geglättet, ist das Ding so genau, wie seine Elektronik es zulässt, höherfrequenz muss man sich die PWM-Effekte wegdenken oder -rechnen und dabei berücksichtigen, dass ein AC-Anteil von den Spulen direkt in den Kompensationskreis übertragen wird. Es existiert eine Durchtrittsfrequenz unterhalb welcher der Sensor im DC-Betrieb arbeitet, oberhalb ist er ein klassischer Übertrager. Die Sache ist so aufeinander abgestimmt, dass die Ü-Verhältnisse für DC und AC annähernd gleich sind. Leider geht das aber nicht für die Phasen. Lustig ist es, sich mal ein Pulsübertragung anzusehen, was der daraus macht. Wenn man den Sensor einsetzen will, muss man sich überlegen, wie man die PWM in den Griff bekommt: Das einfachste ist eine digitale Auswertung. Ich habe ein entsprechendes Prinzip mit einem PLD umgesetzt und das VAC-Patent dadurch umgangen, dass ich die Sonde aktiv ansteuere. Das ist etwas mehr Aufwand, man hat aber die Information der Kompensation aktiv im Griff und kann sie rechentechnisch behandeln. Das Problem ist nämlich, dass die PWM nicht festliegt, sondern je nach Sensor (typischerweise bei 200-400kHz) schwingt und im Betrieb etwas driftet. Der Drift ist z.T. die Information und zum Teil Rauschen. Mit einer Aktivsteuerung kann man das Trennen, die VAC filtert leider nur. Für mich war das VAC-Prinzip immer eine intelligente Idee, die nicht voll zu Ende gedacht urde und auch noch schlampig umgesetzt worden ist. Deshalb haben die LEM auch nie verdrängen können. Es gäbe zu dem Thema noch mehr zu sagen, aber man muss nicht jede Idee ausplaudern. Wbei es bei VAC keine Gefahr gibt: Ich war vor Jahren mal i einem der Heräus-Foren im Material Valley, dem auch die VAC angehört und habe in Gesprächen erklärt, wie man - buchstäblich mit meinem Mausklick - die Streuung der Sensoren halbieren könnte. Aber weder damals, noch als ich noch in der Firma war, wurde die Idee vom Produktionsleiter aufgenommen und umgesetzt.
Hallo ehemaliger Stromsensorentwickler Danke für deinen ausführlichen Bericht zu den VAC-Sensoren und Hintergrundinfos. Da ich mich mit Leistungsmessung im Netzfrequenzbereich beschäftige, habe ich mich immer wieder für diverse Stromsensoren interessiert und bin vor Jahren auch auf die von VAC gestoßen. Leider hatten die damals +/- 15V Versorgung was überhaupt nicht in die modernere Microprozessorwelt mit 5V/3,3V Versorgung passte. Generell habe ich das Gefühl, dass sich nur wenige Hersteller über den Bereich der Strommessung trauen. AC-Stromzangenhersteller für industrielle Anwendungen gibt es nur wenige, auch bekannte Meßgeräteerzeuger kaufen da zu. DC-fähige Sensoren sind abgesehen von R-Shunts auch sehr rar. Die Genauigkeit und Linearität von den aktiven Sensoren erreicht da meist nur mit Mühe 0,1%. Das ist dann aber für ein Präzisionsleistungsmeßgerät zu wenig.
Auch ich bedanke mich für die ausführliche Erläuterung. Ich habe mich jetzt mit LEM kurzgeschlossen und werde diese Sensoren verwenden. Man war so nett, mir zwei Muster zukommen zu lassen. Verwende jetzt den CASR6-NP mit externer Referenz. Aussagen über die Resultate kann ich aber leider noch keine geben.
ehemaliger Stromsensorentwickler schrieb: >> Die Vacuumschmelze-Teile sind offensichtlich (fast?) >>identische Nachbauten des Originals LTSR6 der Fa. LEM: > Hm, eigentlich haben sich die Vacianer immer beklagt, dass LEM angeblich > deren Sensoren nachbaut - ok, ich nehme das zur Kenntnis. Da ist nichts zur Kenntnis zu nehmen - ich hatte das einfach nur angenommen, da ich die Dinger immer nur von LEM kannte und gar nicht wusste, dass VAC die auch baut. >>Dietrich L. > Bei DEM Vornamen kommt mir eine interessante Assoziation.(?) mir nicht... sollte ich das wissen/verstehen? Gruß Dietrich
Jetzt habe ich doch nochmal eine Frage: Ich möchte 0...10A messen. Für den Sensor gilt nun (6A-Version):
1 | Allen drei Wicklungen parallel: Vout = Vref + (10A/6A)*0,625V |
2 | Zwei Wicklungen parallel, eine in Serie: Vout = Vref + (10A/3A)*0,625V |
3 | Drei Wicklungen in Serie: Vout = Vref + (10A/2A)*0,625V |
Als maximale Ausgangsspannung wird 4,625V angegeben. Die maximale Empfindlichkeit erreicht man ja, wenn die drei Wicklungen in Serie sind, sprich der Strom dreimal durch den Sensor geht. Sehe ich das richtig, dass ich auch die 10A mit drei Wicklungen in Serie messen kann, wenn ich z.B. als Vref nur 1,25V nehme:
1 | Vout = 1,25V + (10A/2A)*0,625V = 1,25V + 5*0,625V = 4,375V |
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