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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Offsetspannungen von Shuntverstärkern


Autor: Max Meyer (-sensor-)
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Hallo,

bei der Durchsicht von Datenblättern von Shuntverstärkern "Current sense 
amplifiers" ist mir aufgefallen das die Offsetspannung häufig im Bereich 
von 1mV liegt.

Ich möchte Ströme messen die normalerweise so um die 4A liegen, manchmal 
treten aber auch peaks von bis zu ca. 38 A auf.

Wenn ich jetzt einen 150mV / 40A Shunt hernehme würde am Shunt bei 4A 
eine Spannung von 15mV abfallen somit hätte ich doch schon alleine durch 
die Offsetspannung einen Fehler von 6,67%.

Ist das korrekt?

Autor: Michael O. (mischu)
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Hast Du mal einen konkreten Typen -> Link?

Autor: doofi (Gast)
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> Offsetspannung häufig im Bereich von 1mV liegt

Dafür hats dann bestimmt einen Offsetabgleich.

Autor: Max Meyer (-sensor-)
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Michael O. schrieb:
> Hast Du mal einen konkreten Typen -> Link?
Ich meinte z.B. den AD8202 -> 
http://www.analog.com/static/imported-files/data_s...

Autor: Christoph (Gast)
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m.E. ! gibt die Offsetspannung die "Präzision an, mit der der 
spannungsverstärkende OP hergestellt wurde. Damit ist maximal zu 
rechnen. Natürlich kann ich versuchen, dies durch "Einstellen" zu 
reduzieren, weil diese Spannung bei diesem Baustein vereinfacht als 
konstant angenommen werden kann. Bedenke aber, dass das Verstärken von 
"Nichts" problematisch ist, weil dann auch erfahrungsgemäß alle anderen 
Widerlichkeiten hochkommen. zB Temperaturdrift  Rauschen  
Störempfindlichkeit / Empfindlichkeiten gegen die Spannungsversorgung.

Autor: Peter R. (pnu)
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Es gibt auch offsetarme OPAmps, die bei der Herstellung bereits 
abgeglichen werden, z.B. den OP07. Da beträgt meines Wissens der Offset 
nur 0,1 mV. Auch noch bessere OPAmps gibt es zu finden, wenn man unter 
"offsetarme Verstärker" oder "low offset amplifiers" sucht.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Die shuntverstaerker sind speziell fuer Shunts im + Teil der Speisung 
und haben einiges an Spannung, die sie aushalten. Fuer einen GND 
basierten shunt gibt's bessere Verstaerker. Falls man doch den Shunt in 
der + Speisung haben will kann man immer probieren selbst was zu bauen.

Autor: Max Meyer (-sensor-)
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No Way schrieb:
> Falls man doch den Shunt in
> der + Speisung haben will kann man immer probieren selbst was zu bauen.
Das habe ich mir auch überlegt. Ich möchte Highside Shuntmessungen 
machen und habe Spannungen bis zu 20V.
Als Versorgungsspannung für den Opamp waren +-15V angedacht.
Wie man hier nachlesen kann:
http://books.google.com/books?id=dunqt1rt4sAC&pg=R...
Ist eine selbstgebaute Differenzverstärkerschaltung aber in Bezug auf 
Gleichtaktunterdrückung aufgrund der Toleranzen der Wiederstände 
deutlich schlechter als z.B. ein Shuntverstärker.

Hier wäre noch ein Beispiel für einen Differenzverstärker mit 1,5mV 
Offsetspannung:
http://www.farnell.com/datasheets/52551.pdf
Die wird doch auch hier mit dem Noise gain Verstärkt und ergibt einen 
Fehler am Ausgang oder?

Autor: Anja (Gast)
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Hallo,
Den AD8202 o.ä. nachzubasteln und besser zu werden, haben schon andere 
vergeblich versucht.
für Deine Anwendung würde ich überlegen ob ich nicht mit 2 Meßbereichen 
(2 Shunts in Serie und jeweils einem Strommeßverstärker) hinkomme.

Autor: Max Meyer (-sensor-)
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Hallo,

das mit den 2 Shunts werde ich mir mal überlegen. Trotzdem würde ich 
gerne wissen ob jetzt die Offsetspannung mit dem Noise Gain Vertärkt am 
Ausgang anliegt ;-).

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Max Meyer schrieb:
> Hallo,
>
> das mit den 2 Shunts werde ich mir mal überlegen. Trotzdem würde ich
> gerne wissen ob jetzt die Offsetspannung mit dem Noise Gain Vertärkt am
> Ausgang anliegt ;-).



Ein 4A und ein 40 A shunt in Serienschaltung haben den Vorteil das es 
der 40A Shunt bei den Stromspitzen ohne degrading überlebt. Und der 4A 
shunt beschädigt werden kann. Eben weil er kurzfristig überlastet wird. 
D.h. Du riskierst das Deine 4A Messung alles anzeigt, nur eben nicht 
mehr 4A (bei 4A).

Für wahr eine Lösung, Die Du Dir gut überlegen mußt ob Du das so haben 
möchtest.

Bleib besser bei einem 40A shunt, nimm den Offset bei 0A auf und 
korrigiere diesen als konstanten Fehler indem Du ihn rausrechnest/von 
der nachfolgenden Schaltung rausrechnen läßt.

Autor: Olaf (Gast)
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> amplifiers" ist mir aufgefallen das die Offsetspannung häufig im Bereich
> von 1mV liegt.

Zwei Moeglichkeiten. Du baust einen Trimmer in deine Schaltung
und gleichst das einmalig ab. Oder aber du sorgst dafuer das
dein Controller die Eingangsspanung kurzschliessen kann,
misst dann die Offsetspannung und substrahierst die.

Olaf

Autor: Josef (Gast)
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Oder mit automatischer Trimmung z.B. INA210
-> http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ina210.html#

Zum Testen einfach kostenlose Muster ueber die Webseite bestellen.

Autor: Anja (Gast)
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Hallo Max,

Offset bezieht sich immer auf den Eingang. (Die Verstärkung läßt sich 
individuell durch externe Beschaltung ändern). Im Datenblatt steht auch 
eindeutig (RTI) (= referenced to input). Allerdings kann auch ich nicht 
erkennen ob es sich auf die Eingangs-Pins (PIN 1 + 8 = nominale 
Verstärkung 20) oder auf die (internen) OPAMP Eingänge (nominale 
Verstärkung 120) bezieht.

Jedenfalls haben meine AD8200 weniger als 20mV Offset am Ausgang. (Unter 
20mV ist der Ausgang sowieso nicht definiert).

Diese OPs werden meines Wissens in erster Linie verwendet um den Strom 
von PWM-gesteuerten Hydraulik-Ventilen zu regeln. Dort ist z.B. der 
minimale Strom so bei ca 300-400 mA (Ventil komplett geschlossen) und 
der maximale Strom bei ca 2A. (Ventil maximal auf). Mit einem 
Spannungsabfall von 200mV bei 2A hat man 4V am A/D-Eingang des 
Mikroprozessors. Bei 4,5V ist dann die Kurzschlußstromerkennung.

@Andrew: Ich gehe davon aus daß der TE auch beim 4A-Shunt auf die 
Strombelastbarkeit achtet. Kurzzeitig (5Sekunden) hält ein Üblicher 
Drahtwiderstand die 5-10fache Leistung aus. Wenn das nicht reicht kann 
man immer noch bei Überstrom den 4A-Shunt mit einem Schalter 
kurzschließen.

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