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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik erdfreies Amperemeter: Dimensionierung der Widerstände


Autor: Martin (Gast)
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Hallo,
da es immer so schwierig ist gute und günstige Shunts zu bekommen, bin 
ich auf der Suche nach einer Möglichkeit, einen Shunt bei der 
Strommessung zu umgehen.
Ich habe in Tietz und Schenk (Halbleiter-Schalttechnik) in Abschnitt 
22.2.1 (in der 11. Auflage auf S. 1200) eine Schaltung für ein erdfreies 
Amperemeter gefunden (siehe Anhang)
Die entscheidene Gleichung ist dort:
und
Ich weiß aber nicht genau, was ich bei der Dimensionierung der 
Widerstände berücksichtigen muss. Müssen sie besonders niederohmig sein?
ansonsten würde ich, um meine 5V Aref bei ca. 0 bis 1A gut auszunutzen
und R_3 (1%) ebenfalls in diesem Bereich wählen .
Ich kann leider nicht genau abschätzen, welche Auswirkungen die Größe 
der Widerstände haben. Vielleicht kann mir jemand von euch weiterhelfen.
Danke schon mal und Grüße, Martin

Autor: yalu (Gast)
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R2 und R2' bilden einen Spannungsteiler, der den Mittelwert der
Ausgangspannungen von OV1 und OV2 bildet. Dieser Spannungsteiler wird
nur mit den OV-Eingängen belastet, daher können die Widerstände relativ
groß sein, bspw. 10kOhm.

R1 und R1' legen die Transimpedanz, also das Verhältnis von
Ausgangsspannung zu Eingangsstrom, fest. Sie sind in Abhängigkeit vom
maximalen Eingangsstrom und der gewünschten Ausgangsspannung zu wählen.
Dabei ist aber der Ausgangsspannungsbereich der einzelnen OVs zu
beachten, der wiederum abhängig von der Versorgungsspannung ist.

OV3 mit den vier R3 bildet einen Subtrahierer, der die von OV1 und OV2
gelieferten Differenzspannung in eine einfache Spannung umsetzt. R3 kann
ebenfalls in der Größenordnung von 10kOhm liegen.

> um meine 5V Aref bei ca. 0 bis 1A gut auszunutzen

Dir ist klar, dass für 1A Maximalstrom auch OV1 und OV2 diesen als
Ausgangsstrom liefern können müssen? Du brauchst also schon recht dicke
Teile. OV3 hingegen kann irgendein Standard-OV sein.

Autor: Ich (Gast)
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Shunt brauchst Du trotzdem. Er liegt nur in der Gegenkopplung.

Steht doch auch im Text: Zeile 8 im Abschnitt 22.2.1

Autor: yalu (Gast)
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> Shunt brauchst Du trotzdem. Er liegt nur in der Gegenkopplung.

Klar, der Vorteil der obigen Schaltung liegt aber darin, dass der Shunt
auch größer sein kann, ohne dass er durch seinen Spannungsabfall das
Prüfobjekt negativ beeinflusst.

Nachteilhaft ist allerdings, wie schon oben geschrieben, dass der
Messstrom durch die OVs fließt. Ein Widerstand, der mit hohen Strömen
und der damit verbundenen höheren Verlustleistung umgehen kann, ist viel
leichter zu finden als ein OV mit entsprechenden Fähigkeiten, zumal die
Verlustleistung in den OVs noch viel höher werden kann.

Autor: Martin (Gast)
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Vielen Dank für die Hilfen.

>Ein Widerstand, der mit hohen Strömen
>und der damit verbundenen höheren Verlustleistung umgehen kann, ist viel
>leichter zu finden als ein OV mit entsprechenden Fähigkeiten

Das merkte ich gerade auch, als ich im Elektronik-Fachgeschäft meines 
Vertrauens war ...

Kehre doch zu alt bewährten zurück und werde mir einen Shunt aus 1mm 
Isotan herstellen, den habe ich noch hier liegen, dass wird für meine 
Zwecke reichen.

Hat jemand eine Idee, wie ich den am besten an der Platine befestige, 
ohne dass die Lötkontakte den Widerstand beeinflussen?

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