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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Strommessung/Shunt, Temperaturdrift :-(


Autor: Sven Salbach (Firma: Litrade.de) (ssalbach)
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Hallo,
ich messe in meinem Elektroauto den Fahr/Ladestrom über ein Shunt (120A 
^= 40mv)

Ich verwende hierfür einen Mega88 mit der internen 1,1V Ref.
Desweiteren einen INA114 (vorher INA111) Intrumentenverstärker und als 
Ref 2!! REF02 (5V Referenz) hinter 2!! DC/DC Wandlern.
Ich erzeuge also mit einem DC Wandler die positive Spannung und mit 
einem weiteren die negative Spannung und geweils dahinter ein REF02 um 
genaue 5V zu erhalten.

Ich verwende nur Metallschichtwiderstände und die 
Prazisionssprindeltrimmer (26Gänge) die so dimensioneirt sind, das nur 
ein seehr kleiner Breich regelabr ist.

Dennoch habe ich immer weider das Problem, wenn die Sonne auf das Auto 
scheint, das er einen Ruhestrom von -1 oder +1 anzeigt, obwohl kein 
nennenswerter Strom vliest.
Wie kann ich das noch stabiel bekommen, oder wie eralisiere ich am 
betsen einen automatischen Nullabgleich?

Autor: oszi40 (Gast)
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1.Wenn keine Sonne scheint, kann man auch mit dem Fön das Problem gut 
einkreisen wenn es thermischen Ursprungs ist.
2.Ganz ausschließen würde ich aber Störprobleme durch die DC-Wandler 
auch noch nicht.
3.Ob der Shunt so viel heißer wird ?

Autor: Ulrich (Gast)
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Das messen kleiner DC Spannungen ist nicht trivial. Man sollte auf 
wirklich wenig Kontakstellen achten, wegen möglicher Thermospannungen. 
Die verwendung der REF02 statt spannungsreglern ist aber übertrieben. 
Für eine +-5 Versorgung gibt es auch DCDC wandler die gleich +-12 V 
rausgeben, die man dann per Regler (z.B. LM317,7805,...) auf +-5 V 
bringen kann.
Wenn man schon eine getrennt Spannungsversorgung hast, braucht man auch 
keinen Differenzverstärker mehr. Da reicht dann ein einfacher Chopper 
Stabiler OP.

Ein schwankender AD Werte um +-1 ist bei des eher kleinen Ref. Spannung 
schon mal möglich. Die interne Ref ist ohnehin relativ ungenau, da wäre 
wohl die REF02 besser geeignet. Eine erste Verbesserung wäre schon durch 
eine mehrfache Messung und Aufsummieren möglich (oversampling).

Man könnte hier auch einen externen AD wandler nehmen, der auch gleich 
genug verstärkung hat. Möglich wäre z.B. ein MCP3421, direkt am Shunt, 
ganz ohne Verstärkung.

Autor: Sven Salbach (Firma: Litrade.de) (ssalbach)
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ähm, ich habe vergessehn zu schreiben das der Wert um +-1A!!! schwankt, 
nicht um 1 Digit :-)
Bei einer gesamtauflösung von 150 (+100A -50A)

Mit der Fönlösung bin ich auf die 2x REF02 ind den INA 114 gekommen, da 
der INA111 ganz erheblich abwich,sobald der brandheiß wurde.....
Ebenfalls wich der Wert dramatisch ab, als ich die positive Spannung des 
REF 05 mit einem Ladungspumpen IC in eine negative umgewandelt habe, das 
lag aber vermutlich daran, das ich Elkos verwendet habe und wäre evt. 
nicht mit Folie aufgetreten....
Den MCP3421 muss ich  mir mal ansehen, hmm, legger, 18bit :-)

Ich werde mir wohl gedanken machen müssen, wie ich eine automatische 
Kalibrierung hinbekommen könnte

Autor: oszi40 (Gast)
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Zum Test würde ich die Spannung nochmals mit 33-100nF Keramik mit kurzen 
Beinen abblocken. Evtl. schwingt auch was ?

Autor: Garagentoröffner (Gast)
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> ...der INA111 ganz erheblich abwich,sobald der brandheiß wurde.....

Das ist normales Verhalten.

Das der INA111 aber brandheiß wird ist allerdings unnormal, das ist ein 
Fehler!

Autor: Garagentoröffner (Gast)
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Sorry, hatte den Fön nicht eingeschaltet ;-)

Autor: Sven Salbach (Firma: Litrade.de) (ssalbach)
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hm, der MCP3421 ist aber nur bis Gain 8 möglich... ob der dafppt geht, 
wo finde ich den, was kostet der??
Ich dachte, einfach mit einem Multiplexer den Eingang abwechselt auf den 
Shutn und dann auf eine Drahtbrüke schalten .
An der Drahtbrücke kann er sich immer auf 0A kalibrieren und dann wieder 
auf den Shunt umschalten und das alle sekunde oder 10 sekunden oder 
so....
Dadurch sollten neue Verfälschungen durch den Multiplexer wohl nicht 
auftreten....dacht ich mir :-)
Na werde ich also mal probieren, wenn keiner einen besseren Vorschalg 
hat

Autor: Ulrich (Gast)
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Das mit dem Multiplexer und unschalten gibt es so ähnlich in den Chopper 
OPs. Der INA114 ist aber auch schon nicht so schlecht. Die 
Spannungsversorgung könnte aber ein Problem sein.

Der MC3421 sollte etwa 2 µV an Auflösung schaffen mit Gain 8. Mit Drift 
und Rauschen sollten etwa 10-20 µV an Störungen drin sein. Das sollte 
mit einem 40 mV shunt z.B. 1/2000 des Messbereichs (120A) sein, also 2 
mal besser als der interne 10 Bit AD bestenfalls sein kann. Vermutlich 
kann man da sogar ohne DCDC Wandler auskommen, denn man hat einen 
Differenz-eingang, der auch ein bischen (-+300 mV) außerhalb der 
Versorgung geht.

Der MCP3421 habe ich von TME (aus Polen) bekommen. Preislich bei rund 3 
EUR (2,45 + polnische Mwst.). Die Zugabe bei dem AD-Wandler ist die 
interne Referenzspannung.

Es gibt auch ähnliche AD Wandler von LT und AD im etwas größeren 
Gehäuse.
Bei Reichelt gäbe es da z.B. den LTC2440. Der sollte auch direkt am 
Shunt messen können, ist aber wohl hier eine Nummer zu groß.

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