Rogowskispule

[Lisa M. (lisa_m)]

Hallo,
ich habe folgende Frage zu der Auswerteeinheit (Integrator) einer 
Rogowskispule. Ich weiß, dass es schon einige Threads zu diesem Thema 
gibt, aber leider finde ich dazu nichts passendes. Ich habe so etwas 
ähnliches auch schon gepostet. Meine Rogowskispule liefert eine 
sinusförmige Spannung - Amplitude 630 mV - logischerweise kommt dann 
eine cosinusförmige Spannung am Integratorausgang raus. Lasse ich das 
ganze für 50ms simulieren sieht auch noch alles gut aus. Wird dann aber 
die Simulationszeit erhöht, dann sieht es so aus, als ob der Mittelwert 
der Ausgangspannung vom Integrator exponentialförmig ansteigt. Leider 
findet man in der Literatur keine Erkärung für diese Phänomen. Allein 
das aufintegrieren der Offsetspannung und der Biasströme kann es meiner 
Meinung nicht sein, da die Aussgangsspannung ja schon extrem steigt. Da 
die Ausgangsspannung des Integrators porportional zum zumessenden Strom 
ist, würde dies ja die Messung extrem verfälschen. Kann mir jemand da 
zufällig helfen.
Vielen Dank

[mmmmm (Gast)]

Lisa M. schrieb:
> Hallo,
> ich habe folgende Frage zu der Auswerteeinheit (Integrator) einer
> Rogowskispule. Ich weiß, dass es schon einige Threads zu diesem Thema
> gibt, aber leider finde ich dazu nichts passendes. Ich habe so etwas
> ähnliches auch schon gepostet. Meine Rogowskispule liefert eine
> sinusförmige Spannung - Amplitude 630 mV - logischerweise kommt dann
> eine cosinusförmige Spannung am Integratorausgang raus. Lasse ich das
> ganze für 50ms simulieren sieht auch noch alles gut aus. Wird dann aber
> die Simulationszeit erhöht, dann sieht es so aus, als ob der Mittelwert
> der Ausgangspannung vom Integrator exponentialförmig ansteigt. Leider
> findet man in der Literatur keine Erkärung für diese Phänomen. Allein
> das aufintegrieren der Offsetspannung und der Biasströme kann es meiner
> Meinung nicht sein, da die Aussgangsspannung ja schon extrem steigt. Da
> die Ausgangsspannung des Integrators porportional zum zumessenden Strom
> ist, würde dies ja die Messung extrem verfälschen. Kann mir jemand da
> zufällig helfen.
> Vielen Dank

Du kennst den Unterschied zw. Simulation und Realität?

Grüße

[Mark S. (voltwide)]

mmmmm schrieb:
> Du kennst den Unterschied zw. Simulation und Realität?

Und was hat dieser Gemeinplatz mit der Frage des TO zu tun?

[Achim S. (Gast)]

Lisa M. schrieb:
> Lasse ich das
> ganze für 50ms simulieren sieht auch noch alles gut aus.

Nö, tut es nicht: der Ausgang hat einen DC-Offset von -270mV, der da 
nicht hingehört (ergibt sich aus der Startbedingung des Integrators).

mmmmm schrieb:
> Wird dann aber
>> die Simulationszeit erhöht, dann sieht es so aus, als ob der Mittelwert
>> der Ausgangspannung vom Integrator exponentialförmig ansteigt

Für mich sieht es so aus, als würde die mittlere Ausgangsspannung 
einigermaßen gegen 0V ansteigen - wo sie hingehört. Wenn es nicht genau 
0V sind ergibt sich der Rest vielleicht aus den Eingangsfehlern des OPV. 
Wenn du die Skalierung in deinem Plot mal symmetrisch zu 0V machst, 
sieht man es besser.

Die Zeitkonstante des exponentiellen Anstiegs sollte sich aus der 
Beschaltung deines Integrators ergeben.

[Lisa M. (lisa_m)]

Sorry, dass es so lange gedauert hat, bis ich mich wieder melde...
hmm... hat jemand einen Vorschlag, wie man das Problem lösen könnte bzw. 
den Anstieg verringern kann ohne dass mein Frequenzbereich in dem ich 
den Integrator einsetzen kann reduziere?
Danke

[Sascha (Gast)]

Was du da siehst, ist deine Integrationskonstante +c.

Du musst den Integrationskondensator überbrücken, entweder per 
Widerstand oder per Schalter. Wie der Schalter in der Praxis aussieht, 
kannst du dir ja überlegen.

[Helmut S. (helmuts)]

Dieser Anstieg hängt damit zusammen, dass dein Sinus mit 0° beginnt. 
Wenn du mit 90° beginnst, dann hast du kein Einschwingen. Es ist ein 
rein mathematisches Problem und kein Simulatorproblem.

[Sascha (Gast)]

Was ist ein Sinus der bei 90° anfängt? Wenn man die Zeitachse verschiebt 
ein Kosinus.

Wenn nicht, Verlauf eines Phasenanschnitts. Ich glaube du hast dich 
unglücklich ausgedrückt oder vertippt.

[Helmut S. (helmuts)]

> Was ist ein Sinus der bei 90° anfängt? Wenn man die Zeitachse verschiebt
ein Kosinus.

Nein ich habe mich nicht vertippt. Schau halt die Waveform im 
LTspice-Simulator an. Ein Sinus mit +90° ist natürlich ein Cosinus aber 
trotzdem spricht man von eienr Sinusförmigen Quelle in SPICE und auch im 
technischen Bereich. Die kann in SPICE zusätzlich mit beliebiger 
Phasenverschiebung definiert werden.

[mmmmm (Gast)]

Mark S. schrieb:
> mmmmm schrieb:
>> Du kennst den Unterschied zw. Simulation und Realität?
>
> Und was hat dieser Gemeinplatz mit der Frage des TO zu tun?

Mehr als Du offensichtlich ahntest....

Grüße

[Lisa M. (lisa_m)]

hmm... gut d.h. ich müsste meiner Schaltung einen Anfangswert für meine 
Integrationskonstante geben? aber woher soll ich den wissen bzw. wie 
soll man sowas in einer Schaltung verwirklichen? Ich hab inzwischen auch 
schon mit einem Konatakt aufgenommen, der solche Dinger baut. Der 
meinte, dass er das Problem in der Realität nicht kennt. Könnte mir 
jemand dies bestätigen... vielleicht wollte er mich einfach nur los 
haben ;)

[Achim S. (Gast)]

In der Simulation kannst du den Anfangswert vorgeben. In der Schaltung 
kannst du das prinzipiell auch, indem du z.B. eine "Rücksetz-Schaltung" 
für den Integrator baust (C nach dem Einschalten mal kurzschließen).

Aber sowohl in der Simulation wie auch in der realen Schaltung spielt 
die Anfangsbedingung nach Ablauf einiger Zeitkonstanten keine Rolle 
mehr: der Integrator ist dann eingeschwungen. Wenn du damit leben 
kannst, dass der Ausgang der Schaltung erst ein paar Sekunden nach dem 
Einschalten den richtigen Wert ausgibt, dann brauchst du keine weiteren 
Maßnahmen (weder in der Simulation noch in der Realität). Und wenn dir 
die paar Sekunden zu lange sind: du könntest bei deiner Signalfrequenz 
die 10MOhm auch durch etwas kleineres ersetzen, dann geht es schneller.

[MiWi (Gast)]

Lisa M. schrieb:
> hmm... gut d.h. ich müsste meiner Schaltung einen Anfangswert für meine
> Integrationskonstante geben? aber woher soll ich den wissen bzw. wie
> soll man sowas in einer Schaltung verwirklichen? Ich hab inzwischen auch
> schon mit einem Konatakt aufgenommen, der solche Dinger baut. Der
> meinte, dass er das Problem in der Realität nicht kennt. Könnte mir
> jemand dies bestätigen... vielleicht wollte er mich einfach nur los
> haben ;)

Warum nimmst Du nicht einfach einen Lötkolben, baust was vergleichbares 
zusammen und probierst es einfach aus bevor Du vor lauter Theorie 
nicht mehr zum Bauen Deiner Anwendung kommst?

Die Chinesen bauen ohne Ahnung (gut, es hat sich in der letzten Zeit 
gebessert) und hier... wird ohne Ahnung simuliert und nix gebaut....

Also - mach und lerne, ein OPV mit geringem Eingangsstrom als 
I-U-Wandler kostet auch nur 4 Euro.

Grüße

MiWi

[gse354 (Gast)]

Achim S. schrieb:
> In der Simulation kannst du den Anfangswert vorgeben. In der Schaltung
> kannst du das prinzipiell auch, indem du z.B. eine "Rücksetz-Schaltung"
> für den Integrator baust (C nach dem Einschalten mal kurzschließen).
Das behebt aber nur das Wegdriften durch Offsetströme und ähnliche 
Störfaktoren. Ansonsten müsste man die Resetschaltung mit dem 
Eingangssignal synchronisieren, was aber mindesten ebenso aufwändig ist 
- z.B. Differenzierer für dVi/dt=0 bei Sinüssen ;-)

> Aber sowohl in der Simulation wie auch in der realen Schaltung spielt
> die Anfangsbedingung nach Ablauf einiger Zeitkonstanten keine Rolle
> mehr: der Integrator ist dann eingeschwungen.
Ist auch meiner Meinung nach die einfachste Lösung. Ist bei passiven 
Integratoren ebenfalls so, wenn auch mit kleinerer Zeitkonstante.

http://www.ee.bgu.ac.il/~kushnero/belles-lettres/Rogowskoil.pdf
Da sind auch noch ein paar Grundlagen zum Thema Auslegung der Spule etc. 
enthalten.

p.s. Im Beispiel hab ich die Integratorschaltung aus AoE mit einem 
virtuellen 10MΩ Widerstand verwendet.

[Achim S. (Gast)]

gse354 schrieb:
> Das behebt aber nur das Wegdriften durch Offsetströme und ähnliche
> Störfaktoren.

Vor allem schafft es eine definierte Startbedingung (denn direkt nach 
dem Einschalten der Versorgung kann der Integratorausgang "irgendwo" 
stehen). Und der Spannungsverlauf nach dem Betätigen der Reset-Schaltung 
ist genau der "richtige" für die Startbedingung, die beim öffnen der 
Reset-Schaltung gerade herrschte ;-)

[Lisa M. (lisa_m)]

Hallo,
mein Problem ist, dass ich nur einen Stromimpuls messen möchte bzw. 
einen abklingenden Sinus (kann leider nicht warten, bis der Kondensator 
einschwingt). Allerdings hab ich jetzt mal die Schaltung auf dem 
Steckbrett nachgebaut und den Stromverlauf auf dem Oszi aufgenommen und 
parallel mit  einer Strommesszange aufgenommen. Das Gute ist, dass der 
Stromverlauf der gleiche ist, d.h. dass meine Integratorschaltung 
scheint zu funktionieren. Soweit so gut, mein Problem ist allerdings 
jetzt, dass meine Oszi aufnahme (Single shot) nicht bei 0 Vollt startet 
sondern irgendwie bei einem negativen Wert beginnt (siehe Anhang). Im 
Prinzip ist es ja nicht so schlimm, da ja nur das deltaV wichtig für die 
Strommessung ist. Kann man das irgendwie in die Schaltung mit einbauen 
(geht das durch eine Resetschaltung?) oder hat das iwas mit der 
Aufnahmefunktion des Oszis zu tun?
Eigentlich müsste es ja schon gehen, da es mit der Messzange ja auch 
funktioniert.
Danke