Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 1nA bis 500mA Hall Sensor


von Peter A. (Gast)


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Ich würde gerne einen extrem großen Strombereich mit einem hallsensor 
messen. Geht das für solch kleine Ströme und gibt es Bauteile, die so 
eine hohe Dynamik haben?

von Michael B. (laberkopp)


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Peter A. schrieb:
> Geht das für solch kleine Ströme

Nein. Alleine das Erdmagnetfeld fuhrt zu einem Fehler von 300mA.

> und gibt es Bauteile, die so eine hohe
> Dynamik haben?

Nein, selbst mit einem Widerstand als shunt wird das schwer, es wären 29 
bit und Widerstandsrauschen stört.

von Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)


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Sigma-Delta ADCs, wie der LTC2440 haben in den geforderten 
Dynamikbereich von 1 : 500.00 bei guter Auslegung. Allerdings macht Dir 
der Temperaturkoeffizient der Hallsensoroffsetspannung bestimmt einen 
Strich durch die Rechnung.

von Falk B. (falk)


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Michael B. schrieb:
> Nein. Alleine das Erdmagnetfeld fuhrt zu einem Fehler von 300mA.

So ein Blödsinn! Tesla kann man kaum direkt in mA umrechnen!

von Falk B. (falk)


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Uwe B. schrieb:
> der Temperaturkoeffizient der Hallsensoroffsetspannung bestimmt einen
> Strich durch die Rechnung.

Die Anforderung ist so sowieso nur Spinnerei ala Superman. Das gehört 
zum Grundrauschen des Forums.

von foobar (Gast)


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> den geforderten Dynamikbereich von 1 : 500.00

Du hast da 4 Nullen vergessen ...

von Michael B. (laberkopp)


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Falk B. schrieb:
> So ein Blödsinn! Tesla kann man kaum direkt in mA umrechnen!

Warum rechnen, wenn auch probieren geht: DC Zangenamperemeter mal im 
Raum rumdrehen und auf die Anzeige gucken.

Achso, hast du nicht, aber weisst es genau.

Klar, das Erdmagnetfeld geht nur ein Mal durch den Sensor, ein Kabel 
könnte mal wohl 10 mal durchwickeln, das löst aber erkennbar das Problem 
nicht, zumal das Erdmagnetfeld noch deutlich schwankt wegen der 
Sonnenwinde.

Es hilft bei der gewünschten Genauigkeit nicht mal, 2 Sensoren parallel 
zu legen und nur durch einen den Strom zu leiten. Es ist nicht homogen 
genug.

von Dieter (Gast)


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Eine Dynmik von 10^9 ist zuviel für ein solches Bauteil. Es gibt 
durchaus Geräte, die messen auch im pA-Bereich. Das ist aber teures 
Spezialequppment für die Forschung und sind Einzelanfertigungen. 
Technologien wie differential switched hall and chopper methods befinden 
sich dahinter. Die können aber nur kurzzeitig ganz kleine Zehnerpotenzen 
überlastet werden, sonst sind die kaputt und der Chef zieht die einem 
die Hammelbeine lang.

von Dieter (Gast)


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Michael B. schrieb:
> zumal das Erdmagnetfeld noch deutlich schwankt wegen der
> Sonnenwinde.

Und auch regelmäßig schwankt, wegen des Mondumlaufs und Sonnenumlaufs.

von DerEinzigeBernd (Gast)


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Michael B. schrieb:
> zumal das Erdmagnetfeld noch deutlich schwankt wegen der
> Sonnenwinde.

Und nicht nur das, es reicht, wenn in der Straße nebenan die Straßenbahn 
anfährt. Die wird, wie auch manche U-Bahnen, durchaus mit Gleichstrom 
gespeist, was lustige Magnetfelder produzieren kann.

In Berlin stand mal auf dem Bahnsteig einer U-Bahnstation eine 
Werbevitrine eines Outdoor-Händlers, und darin lag ein Kompass. Das war 
sehr beeindruckend, was mit dem passierte, wenn ein Zug auf einem der 
Gleise anfuhr.
Recht kurzzeitig hatten sie auch Fahrkartenautomaten mit Farbbildröhren 
ebenfalls auf dem Bahnsteig stehen, ca. 5m entfernt von der 
Stromschiene. Die Farbeffekte darauf haben dann doch recht schnell 
jemanden davon überzeugt, daß das keine gute Idee war.

von Schlaumeier (Gast)


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Alles gar kein Problem mit einem Arduino ADC und genug Oversampling. Aus 
dem 10Bit ADC wird bei 100KHz Abtastfrequenz und 200.000-fachem 
Oversampling deine geforderte Auflösung erreicht und du erhälst einen 
qualifizierten Messwert alle 2 Sekunden.

von Jens G. (jensig)


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Michael B. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> So ein Blödsinn! Tesla kann man kaum direkt in mA umrechnen!
>
> Warum rechnen, wenn auch probieren geht: DC Zangenamperemeter mal im
> Raum rumdrehen und auf die Anzeige gucken.

Ich hab's probiert, und erreiche bei weitem keine 300mA - nur paar 10mA.
Scheinbar hast Du bei Dir einen Haufen Nd-Magnete gehortet ...

von Εrnst B. (ernst)


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Peter A. schrieb:
> Ich würde gerne einen extrem großen Strombereich mit einem hallsensor
> messen.

Für was?

Glaskugel: du hast eine µC-Schaltung (für Batteriebetrieb), die fast 
immer im Sleep ist, aber ab und an mal aufwacht und dann richtig viel 
Strom zieht?
Und jetzt möchtest du den Energieverbrauch mitloggen/ermitteln?

Sleep Mode: Ermittlung des Stromverbrauchs

von MiWi (Gast)


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Peter A. schrieb:
> Ich würde gerne einen extrem großen Strombereich mit einem hallsensor
> messen. Geht das für solch kleine Ströme und gibt es Bauteile, die so
> eine hohe Dynamik haben?

Er lese sich in den X-Chapters von AoE III das Kapitel 4x.3.7 durch und 
überlege sich was er damit zur Lösung seines Problems anfangen könnte.

Der Rest ist kreatives Abkupfern und Handwerk

Viel Vergnügen

von Wolfgang (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Es ist nicht homogen genug.

Das Erdmagnetfeld???
Du meinst wohl eher, dass dein Aufbau das Feld stört.

von Michael B. (laberkopp)


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Wolfgang schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Es ist nicht homogen genug.
>
> Das Erdmagnetfeld???
> Du meinst wohl eher, dass dein Aufbau das Feld stört.

Na ja, die nicht-Homogenität macht man sich beispielsweise zur 
Exploration von Erzlagerstätten mittels Magnetometer zu Nutze, und wenn 
hier jemand auf 28 bit auflösen will, ist das überall.

von Lothar J. (black-bird)


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Die EFM32-Development-Boards haben sowas, realisiert mit einer 
zweistufigen Strommessung. Einfach mal die Schaltbild laden und die 
Strommessschaltung nachbauen. Oder gleich das Board selber als Messgerät 
verwenden.

Blackbird

von Wolfgang (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Na ja, die nicht-Homogenität macht man sich beispielsweise zur
> Exploration von Erzlagerstätten mittels Magnetometer zu Nutze

Die Inhomogenitäten haben Größenskalen der Lagerstätten und machen sich 
nicht auf Abstandskalen von einigen Zentimetern zwischen zwei Sensoren 
bemerkbar.

von Dyson (Gast)


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Schlaumeier schrieb:
> Alles gar kein Problem mit einem Arduino ADC und genug
> Oversampling. Aus
> dem 10Bit ADC wird bei 100KHz Abtastfrequenz und 200.000-fachem
> Oversampling deine geforderte Auflösung erreicht und du erhälst einen
> qualifizierten Messwert alle 2 Sekunden.

Einziger hilfreicher Beitrag. Von einem, der es wissen muss. Sehr 
kompetent.

von Harald W. (wilhelms)


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Schlaumeier schrieb:

> Alles gar kein Problem mit einem Arduino ADC und genug Oversampling. Aus
> dem 10Bit ADC wird bei 100KHz Abtastfrequenz und 200.000-fachem
> Oversampling deine geforderte Auflösung erreicht und du erhälst einen
> qualifizierten Messwert alle 2 Sekunden.

Aua.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Schlaumeier schrieb:
> Alles gar kein Problem mit einem Arduino ADC und genug Oversampling.
Welche Theorie steckt hinter diesem Ansatz?

> und du erhälst
Kommt "erhälst" von "Hals" so wie "beherzt" von "Herz" kommt? Wenn ja, 
dann können sich bestenfalls Giraffen dank des langen Halses ein Blatt 
von weit oben im Baum "erhalsen".

> einen qualifizierten Messwert alle 2 Sekunden.
Weil der ADC aber 1/2 LSB nichtlinear ist, sind ab diesem Bit auch alle 
damit herfabulierten Zwischenwerte nichtlinear.

: Bearbeitet durch Moderator
von Monk (roehrmond)


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Schlaumeier schrieb:
> Alles gar kein Problem mit einem Arduino ADC und genug Oversampling

Manchmal bin ich unsicher, ob er seinen Unfug lustig findet oder ernst 
meint.

Beitrag #7328380 wurde von einem Moderator gelöscht.
von mIstA (Gast)


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Steve van de Grens schrieb:
> Manchmal bin ich unsicher, ob er seinen Unfug lustig findet
> oder ernst meint.

Also ich bin mir eigentlich sehr sicher, des schlauen Meiers Ratschläge 
entspringen einzig seinem besten Wissen & Gewissen.

von Powermeter (Gast)


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Wie wäre es mit dem:
https://www.gmc-instruments.de/produkte/mess-und-prueftechnik/multimeter-handkalibratoren/digitale-multimeter/fortgeschrittene-anwendungen/metrahit-pm-serie/metrahit-pm-xtra/
Wenn die Stromänderungen nicht pulsförmig sind, ist die Strommessung 
unübertroffen. Mit dem Vorgängermodell messe ich die Ströme von unter 
1µA im deep Sleep bis 1,5A at full work.

von Peter* (Gast)


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Hallo,

Nicht ganz, aber 6 Dekaden BB log100 wahrscheinlich nicht mehr 
bezahlbar.1na bis 1ma.

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