Hallo, folgende Schaltung im Dateianhang sollte für das Messen eines DC Stroms von bis zu 4A verwendet werden. Die Besonderheit ist dass ich mit dieser Schaltung auf 100µA genau messen möchte, wenn nicht sogar 10µA (was aber wahrscheinlich eher nicht funktionieren wird). Imon geht dann an einen ADC mit 2,5V Referenzspannung. Der verwendete Shunt besitzt 4 Terminals und ist von Isabellenhütte. Der Krumme Wert liegt daran, dass ich diesen schon besitze. Die Abweichung der Widerstände bzw. der Verstärkung sind eher nicht mein Problem, da dies Sowieso durch eine Softwarekalibrierung kompensiert werden soll. Eher die Offset Spannung der OPs und der Temperaturkoeffizient (25ppm) der Widerstände bereitet mir sorgen. Mein Frage ist würde die Schaltung so in dieser Gebäulichkeit Funktionieren oder bzw. wäre die Anschaffung eines Größeren Shunts vom Vorteil. Hoffe auf Praxiserfahrung in diesem Gebiet danke. (;
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Stefan schrieb: > Der Krumme Wert liegt daran, dass ich diesen schon besitze. 22mOhm Stefan schrieb: > 100µA genau messen möchte 100 x 0.022 = 2.2 uV 'typ' hält der OpAmp das ein, aber nicht schlechtestenfalls. Was auch immer R8 da macht. Man sollte noch das Rauschen berechnen, das die Widerstände im Übertragungsfrequenzbereich einbringen. Den schränkst du ja glücklicherweise ein. Zum Rechnen bin ich aber zu faul. Eine Verstärkung von 5 pro Stufe hält jedenfalls den Fehler klein. Die 3.3V Z-Diode kannst du völlig vergessen, die verfälscht mit ihrer Kennlinie dein Ergebnis gleich um 50%. Entweder eine lowleakage Diode nach +3.3V, oder erst gar nicht mehr erzeugen. > wenn nicht sogar 10µA Eher nicht.
Michael B. schrieb: > Was auch immer R8 da macht. Der ist für eine Andere Schaltung und kann vernachlässigt werden. Michael B. schrieb: > Man sollte noch das Rauschen berechnen, das die Widerstände im > Übertragungsfrequenzbereich einbringen. Den schränkst du ja > glücklicherweise ein. Zum Rechnen bin ich aber zu faul. Eine > Verstärkung von 5 pro Stufe hält jedenfalls den Fehler klein. Ok werde ich mal nachrechnen Michael B. schrieb: > Die 3.3V Z-Diode kannst du völlig vergessen, die verfälscht mit ihrer > Kennlinie dein Ergebnis gleich um 50%. Entweder eine lowleakage Diode > nach +3.3V, oder erst gar nicht mehr erzeugen. Diese Diode sollte als Überspannungsschutz vor dem ADC diene, da die OPs mit +- 15V versorgt werden und es bei eventuellen Übersteuern den ADC zerstören könnte. Meinst du ich sollte sie weglassen oder Varistoren z. B. verwenden?
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Sowas macht man mit einem einzelnen RR-Out-OpAmp. zB einem MCP616, der hat 150uV max Offset. Ein 22mOhm shunt passt fuer 4A, machen 88mV. Fuer 3.3V benoetigt man dann eine Verstaerkung von etwa 41. So wichtig ist das nicht. Aber nur mit 2 Widerstaenden. Und anstelle einer Zenerdiode nimmt man besser eine blaue LED.
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Stefan schrieb: > DC Stroms von bis zu 4A verwendet werden. Die Besonderheit ist dass ich > mit dieser Schaltung auf 100µA genau messen möchte, Eine Dynamik von 4/0,0001 = 40000, also braucht man da echte 16Bit Auflösung. Da hast du was vor dir. Stefan schrieb: > Diese Diode sollte als Überspannungsschutz vor dem ADC diene, da die OPs > mit +- 15V versorgt werden und es bei eventuellen Übersteuern den ADC > zerstören könnte. Sieh dir einfach mal die Kennlinie der Zenerdiode an. Die 3V3 sind bei einem Strom von 5mA(!) spezifiziert. Nimm die angesprochenen Low-leakge Dioden wie z.B. BAV99 und klemme damit den Eingang des ADC auf 3V3 und GND:
1 | 3V3 |
2 | | |
3 | - |
4 | ^ |
5 | OP | |
6 | >-------270----o----1k------ ADC |
7 | | |
8 | - |
9 | ^ |
10 | | |
11 | GND --------------o------------- GND |
12 | |
13 | Dioden: 2x BAS81 oder 1x BAV99 |
Purzel H. schrieb: > Ein 22mOhm shunt passt fuer 4A, machen 88mV. Fuer 3.3V benoetigt man > dann eine Verstaerkung von etwa 41. Und bei 100µA sind das dann die angesprochenen 2,2µV/100mA. > MCP616, der hat 150uV max Offset Also schon 70x mehr als die gewünschte Auflösung. Hört sich spannend an...
Lothar M. schrieb: > Eine Dynamik von 4/0,0001 = 40000, also braucht man da echte 16Bit > Auflösung. Da hast du was vor dir. Ja 16Bit ADC kann man da eh schon vergessen da die letzten 2 Bit meistens Müll sind also wäre eh ein 24Bit ADC angedacht (AD5689) Lothar M. schrieb: > Sieh dir einfach mal die Kennlinie der Zenerdiode an. Die 3V3 sind bei > einem Strom von 5mA(!) spezifiziert. > > Nimm die angesprochenen Low-leakge Dioden wie z.B. BAV99 und klemme > damit den Eingang des ADC auf 3V3 und GND: Dann werde ich das so machen. Sollte ich den Tiefpass mit 100n raus machen? Lothar M. schrieb: > Purzel H. schrieb: >> Ein 22mOhm shunt passt fuer 4A, machen 88mV. Fuer 3.3V benoetigt man >> dann eine Verstaerkung von etwa 41. > Und bei 100µA sind das dann die angesprochenen 2,2µV/100mA. > >> MCP616, der hat 150uV max Offset > Also schon 70x mehr als die gewünschte Auflösung. Hört sich spannend > an... Sowiso Unfug....
Stefan schrieb: > Meinst du ich sollte sie weglassen oder Varistoren z. B. verwenden? Ich meine Michael B. schrieb: > eine lowleakage Diode nach +3.3V, Varistor und LED sind jedenfalls genau so ein Murks. Da dich bereits Spannungen über 2.5V nicht interessieren, geht auch ein OpAmp der mit -0.5V / +3.3V betrieben wird.
Michael B. schrieb: > Da dich bereits Spannungen über 2.5V nicht interessieren, geht auch ein > OpAmp der mit -0.5V / +3.3V betrieben wird. Theoretisch ja Praktisch müsste ich dann diese Spannungen nochaml extra erzeugen. Bereits gebraucht werden +-15V und 5V die für andere Teile auch schon verwendet werden (Wird ein Labornetzteil). Deswegen möchhte ich nicht noch extra andere Spannungen erzeugen (höherer Aufwand und Kosten). Edit: Könnte allerdings schon sein dass die +-15V auf 9V oder ähnliches heruntergesetzt werden.
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Du könntest die vorhandene Betriebsspannung als Grenze wählen und dann mit einem entsprechenden Teiler an den ADC-Eingang anpassen.
Allenfalls koennte ich den AD7799 oder aenhlich empfehlen. Das ist ein 24bit Wandler, welcher bis auf Null runter differentiell messen kann. Dabei wuerde sich ein Verstaerker eruebrigen.
Stefan schrieb: > >> Und bei 100µA sind das dann die angesprochenen 2,2µV/100mA. >>> MCP616, der hat 150uV max Offset >> >> Also schon 70x mehr als die gewünschte Auflösung. Hört sich spannend >> an... > > Sowiso Unfug.... Nun, der Offset ist durch 2punkte Kalibrierung in SW rauszurechnen. Die Offset Drift und die Drift der passiv Elemente sind eher ein Thema. Wenn das ganze nur um 20...30 Grad Temperatur so genau sein muss, geht das. 24 bit adc gibt es günstige bei TI.com, da geht es wohl hin.
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