Guten Tag :) Jetzt bleibt mir fast nichts mehr uebrig ausser hier zu schreiben - Mein Vorhaben, nähmlich INDUKTIV Strom (AC/DC) im Bereich von 0 - 500A (CarAudio Technik)zu messen ist bereits geglückt. Bisher habe ich einen solchen Sensor IC in smd Technik verwendet, der direkt an die Kabel gepappt werden kann - ich habe sogar eine Gehäuse dafuer entworfen, in dem der Minisensor eingegossen wird inkl Befestigungslöcher für Strapse. Hier mal ein bild ohne Gehäuse mit "mini" Kabel zu Testzwecken: http://www.imgbox.de/users/eisman/STROMSENSOR1.jpg Ausgewertet bzw. weiterverarbeitet wird das Signal vom Sensor mit einem Atmega. Die Kosten für einen kompletten Sensor inkl. Gehäuse lagen deutlich unter 10Euro (Digikey sei dank!) Btw bei Conrad gibt es ab Juli auch soeinen ähnlichen Sensor allerdings fuer das 3-fache an Geld (10Euro). Aber jetzt zu Sache--> Folgende Probleme Traten dennoch dabei auf, bzw. manche Sachen stellten sich als hinderlich in der Praxis dar: Jeder Sensor muss, nachdem er am Kabel festgestrapst wurde, "eingemessen" werden. Dabei wird Strom durch das Kabel geschickt, welcher mit einer Stromzange gemessen wird. Der Abgelesene Wert wird anschließend manuel via Tasten und Display in der Auswerteeinheit eingegeben und damit das Verhältnis ADU Bit/mA Strom gespeichert. Das funktioniert ganz gut, allerdings wirken sich andere stromdurchflossene Kabel in der Nähe sowie die teils riesigen Lautsprecherpermanentmagnete auf den Sensor aus (auch in 50cm Abstand) - d.h. Dieser(bzw. das Kabel) darf nach dem Einmessen nicht mehr verrutschen. Alles doch sehr fehleranfällig. Ich moechte jetzt ein etwas anderes Verfahren anwenden-> Open Loop Ich habe jetzt schon gegoogelt, aber finde immer nur fertige Module mit Einschränkungen wie z.b. Messbereich erst ab 10A usw und die sind schweine teuer. Es darf nicht mehr als 10 Euro pro Sensor kosten... Nun habe ich ueberlegt und am idealsten wäre eine Ringkern (ca. 2,5cm Durchmesser) mit Luftspalt, wo ich halt einen günstigen eigenen Hallsensor einkleben kann. Zwar muesste man nun das Kabel hindurchfädeln, aber das wäre kein Problem. Ausserdem hätte der LS-Magnet etc. ja keine (bzw nur winzige) Einwirkungen, da ja einzig die Durchflutung des Ringkerns eine Rolle spielt, und die wird ja nur vom eingeschlossenes Kabel und dessen Strom bestimmt. Hystereseschleife des Ringkerns bzw. sonstige nichtlinearitäten koennte ich doch via Software ausgleichen - das umständliche "Einmessen" würde ja entfallen. Habt ihr Empfehlungen zu bestimmten Produkten? Wie sieht das mit der Sättigung des ferromagnetischen Ringkernmaterials bei I = 500A aus? Ich freue mich schon auf Antworten! gruss Axel
um welchen Frequenzbereich geht es denn? Audio-Bereich?
na ob der Eigenbau dann wirklich billiger wird als was fertiges ? z.b. http://www.lem.com/docs/products/ltc%20500-s%20d.pdf DC - 100 kHz
Axel Krüger schrieb: > Hier mal ein bild ohne Gehäuse mit "mini" Kabel zu Testzwecken: > http://www.imgbox.de/users/eisman/STROMSENSOR1.jpg > Das > funktioniert ganz gut, allerdings wirken sich andere stromdurchflossene > Kabel in der Nähe sowie die teils riesigen Lautsprecherpermanentmagnete > auf den Sensor aus (auch in 50cm Abstand) - d.h. Dieser(bzw. das Kabel) > darf nach dem Einmessen nicht mehr verrutschen. Alles doch sehr > fehleranfällig. Zumindest die Störeinflüsse könntest du eventuell durch einen anderen Hall-Sensor reduzieren. Von Sensirion / Melexis gibt es Stromsensor-ICs wahrscheinlich ähnlich dem den du schon verwendest, die für Automotive Anwendungen gedacht sind und deutlich unempfindlicher gegenüber Störungen sind.
kerne für alle anwedungsfälle gibts bei amidon. aufschneiden musst du sie aber wohl selber.
> http://www.imgbox.de/users/eisman/STROMSENSOR1.jpg Sehr wackelige Angelegenheit. > eine Ringkern (ca. 2,5cm Durchmesser) mit Luftspalt Darf kleiner sein, muss nur das Kabel durchpassen. Der Schlitz (per Proxxon und Trennscheibe) muss nur so breit sein, daß der Hallsensor reinpasst. Der Vorteil des Kerns: Er bündelt das Magnetfeld, so daß nur die Magnetlinien von innen durchkommen und die von aussen abgeschirmt werden. Es macht also nichts, wenn das Kabel darin wackelt. Hystereseschleifen etc. werden unwichtig, wenn du einen hochpermeablen Ferritkern nimmst. Aber letztlich baust du nur hallbasierte Stromwandler nach.
nimm doch einfach einen stromzangenaufsatz von reichelt, ich meine ich habe da letzt einen gesehen für <20Euronen nur ob der Bereich passt müsstest du gucken...
wie wärs mit sowas http://www.lem.com/hq/de/content/view/269/350/ http://www.lem.com/hq/de/content/view/272/353/
Ein einfacher Ringkern um die Leitung hat nicht nur das Problem der "Sättigung" (nichtlinear) sondern auch der Remanenz (permanente Magnetisierung, obwohl kein anregendes Feld vorhanden ist). Damit ist der Messwert leider immer noch sehr fehlerbehaftet. Wenn es denn einigermaßen linear sein soll, kommst Du um einen "Kompensationswandler" nicht herum (siehe LEM Webseite). Schreib doch mal deine Anforderungen an: .absolute Genauigkeit (%) .Linearität (%) .Bandbreite (kHz) .DC-Drift
Also wie gesagt es sollte unter 10 euro - max 15 realisierbar sein. @Christoph Budelmann: Das Problem sind weitere starke Magnetfelder in der Umgebung - der Sensor arbeitet tadellos/misst die ja auch korrekt - man könnte ihn event mit ferromagnetischen Material abschirmen, aber das würde denke nur mehr schlecht als recht funktionieren und großen Aufwand bedeuten. @ MaWin: Jepp, wobei die Kabel wirklich bis zu 70mm² + Isolierung sind - daher nur der Schätzwert mit 2,5cm -Bandbreite ist von 20 bis unter 150 Hz. -Toleranz ... hmm... sagen wir mal 5% -Linearität -sollte sich doch in software kompensieren lassen oder? Zu den LEM Sensoren: Ja, die haben aber meistens einen VON bis Bereich, sind schwer zu bekommen (als Privatman) und teuer. "Aber letztlich baust du nur hallbasierte Stromwandler nach." Ja genau daran haette ich ja auch gedacht - nur eben guenstiger und einfacher zu bekommen (Materialien). Mit den Kompensationswandlern das ist auch eine schoene Sache, aber die wird man eher schlecht nachbauen koennen. Die Methode mit den Ring - aufschneiden und Sensor dazwischen gefällt mir nachwievor am besten. - ja Remanenz ist eine Sache, aber die kommerziellen Stromsensoren haben doch auch solche Kerne? Wie gesagt, Lichtliniaritäten kann man doch per Software ausbügeln. Im schlimmsten Fall (ohne mir jetzt näher darüber Gedanken gemacht zuhaben) tut es eine eigene selbst erstellte duch Messwerte ermittelte Tabelle im Flash - nur eben muss dann jeder Ringkern exakt gleich geschnitten sein - sollte mit einem Schnitt einer 2-3mm dicken Trennscheibe machbar sein. gruss
Mit deinem Hallsensor kannst Du die Ursache des magnetischen Fluss leider nicht unterscheiden. Wenn ein Feld gemessen wird kann es sein, dass ein DC-Strom durch den Leiter fließt oder dass der Kern zu einem früheren Zeitpunkt einmal magnetisiert wurde. Die Remanenz kann geschätzt gut mal 5 bis 30% deines Nennflusses aufweisen, je nach Kernmaterial. Eine Remanenz kannst Du gut entfernen, indem Du ein abklingendes magnetisches Wechselfeld anlegst. Nur das funktioniert leider nicht im Normalbetrieb. Vielleicht kannst Du ein hochfrequentes Wechselfeld (jenseits deines Frequenz-Auflösungsbereiches) kleiner Amplitude überlagern. Mit jedem Ummagnetisierungsvorgang erzeugst Du asymmetrische Verluste auf der B-H-Kurve und schiebst so die Remanenzkurve Richtung Ursprung.
@ Axel Krüger (axel) >Also wie gesagt es sollte unter 10 euro - max 15 realisierbar sein. Wenn es halbwegs was taugen soll, kannst du das vergessen. Die Zeiten, wo selbermachen billiger ist, sind lange vorbei. Kauf eine professionelle Lösung, dort haben viele Leute viel Schweiß reingesteckt und verkaufen dir ein sehr gutes, fertiges Produkt zum guten Preis. >-Bandbreite ist von 20 bis unter 150 Hz. Da braucht es keinen Hallsensor. Ein "normaler" Stromwandler mit Ringkern und Sekundärwicklung tut es. Allerdings muss der eine sehr hohe Permeabilität haben, wegen der 20 Hz. Kriegt man aber hin. Siehe Transformatoren und Spulen. >Die Methode mit den Ring - aufschneiden und Sensor dazwischen gefällt >mir nachwievor am besten. Naja. > - ja Remanenz ist eine Sache, aber die >kommerziellen Stromsensoren haben doch auch solche Kerne? Wenn der Ringkern aufgeschnitten ist, hast du nur noch wenig Remanenz. Dem Luftspalt sei dank. Dann ist aber auch der Ringkern "kastriert". Die Profis sägen auch nicht einfach einen Ringkern auf, das ist komplexer als du denkst. MfG Falk
Sägen kann man, Problem ist nur was danach übrig bleibt :) Die Kernmaterialien sind in der Regel sehr spröde und zerbröseln Dir leicht bei mechanischer Krafteinwirkung. Damals am Institut sind die Strommesszangen gerne mal herunter gefallen und gelegentlich die aufgesägten Kerne im geschützten Kunstsoffgehäuse zerbrochen.
> Die Profis sägen auch nicht einfach einen Ringkern auf Doch Hier sieht man das sehr deutlich: http://www.conrad.de/ce/de/product/505261/ > Da braucht es keinen Hallsensor. Ein "normaler" Stromwandler mit > Ringkern und Sekundärwicklung tut es. Brauchen tut er nicht, aber schaden tut's auch nicht. Allerdings ist beim Selbstbau mit Genauigkeitsabstrichen zu rechnen, und er will wohl halbwegs genau messen. Für den hier Beitrag "150A mit Mikrocontroller messen" ist es wohl passender, der will's klein und nicht unbedingt so genau.
@ MaWin (Gast) >> Die Profis sägen auch nicht einfach einen Ringkern auf >Doch Nöö, die Poster oben haben das schon geschrieben, das Zeug ist ziemlich spröde. >Beitrag "150A mit Mikrocontroller messen" Jaja, die lieben Kleinen und ihre Träume ;-) >ist es wohl passender, der will's klein und nicht unbedingt so genau. Er muss erstmal VIEL grundlegendere Dinge lernen und umsetzen. Von seinem 150A Motortreiber ist er Lichtjahre entfernt. MFG Falk
Für Strommessungen bis 255A haben wir immer uController genommen, ab 256A mussten wir auf DSPs ausweichen. :)
> -Bandbreite ist von 20 bis unter 150 Hz. Wenn du nur Wechselstrom messen möchtest, könnte auch eine Rogowski-Spule eine Lösung sein: http://www.pemuk.com/howitworks.html http://de.wikipedia.org/wiki/Rogowskispule Die sind zwar auch nicht gerade billig, wenn man eine kauft. Aber es ist auch möglich, so etwas selber herzustellen (hab ich schon mal gemacht), wenn die Ansprüche an Genauigkeit und Störfestigkeit nicht so groß sind. Der Vorteil ist, dass sich ein DC-Stör-Magnetfeld von Lautsprechermagneten gar nicht auswirkt. Den Integrator kann man mit einer relativ einfachen OP-Schaltung machen. Die obere Frequenzgrenze wird hauptsächlich durch die Spule bestimmt und 150 Hz sind hier überhaupt kein Problem. Die untere Grenze wird durch den Integrator und die Spule bestimmt, 20 Hz sollten machbar sein.
Ich muss mich korrigieren :S Ich messe einmal sowohl 20-knapp 150Hz von der Endstufe zum LS wo deutlich weniger Ampere fliessen (Klemmenspannung LS bis 100Vss) und eben den Strom auf der Zuleitung von der Batterie zur Endstufe wo dann die genannten hohen Ströme fliessen - auch "sinusförmig" mit dc offset Die Frequenz ist während der Messung konst. Vielen Dank fuer die bisherigen Tips! - fuer die Strecke Endstufe - LS wäre die Variante mit der Spule wirklch ueberlegenswert! Ich werde mich jetzt noch ein bisschen belesen und rumrechnen und dann geignete Materialien wie Ringkern, hallsensor für die Hallsensor Methode und für die Methode im letzten Post. -- Damit Probiere ich einfach mal rum und dann kann ich immer noch die anderen Varianten(teureren) wählen wie Hallmethode mit Kompensation etc. gruss Axel
> Nöö, die Poster oben haben das schon geschrieben, > das Zeug ist ziemlich spröde. Und ? Liegt in deiner Werkstatt nur ein Hammer ? Ist wie Glas mit Trennscheibe zu zersägen.
Ich hab mir nen Shuntwiderstand 250A = 60mV in meine Endstufenzuleitung gebaut... Genauigkeitsklasse 0,05 Also wenn du was genaues willst... Bei doppeltem Strom steigt natürlich die Verlustleistung zum Quadrat.... aber machen wir uns mal nix vor.. meistens drückt man ja nicht länger als 30 Sekunden... sonst gehts aufs Material ;) Ich hör dich schon sagen... oh nein, noch mehr Spannungsabfall :D aber wenn du mal rechnest -> auf die 15 Watt wirst du sicher verzichten können ;) oder nimmst gleich nen größeren Shunt... grüße Basti
Hast Du schon mal daran gedacht,das KAbel in "U"-Form um den Sensor herumzuformen? Dies würde das Magnetfeld verstärken, und die äußeren Einflüsse kommen weniger zum Tragen. Für alles Andere (zumindest bei dem Sensortyp) hilft nur eine Abschirmung aus MU-Metall, und das willst Du Dir nicht leisten
habe jetzt mal shunt widerstände - Preise gegoogelt - 60mV/300A ca. 60 Euro beim ersten Treffer + zusätzliche Kabel(schuhe) >>10Euro. Ansonsten waere das natuerlih ideal - es gab frueher ja mal ein kommerzielles System das so gemessen hat fuer Audioendstufen. Hier mal Bilder von meinen bisherigen Sensor, damit das Bild "der Wackeligen" Angelegenheit verschwindet: http://www.imgbox.de/users/eisman/240620101029.jpg http://www.imgbox.de/users/eisman/240620101031.jpg Super Robust(mechanisch gesehen) das Ganze! Das Kabel rumwickeln um den Sensor um das Magnetfeld zu verstärken, waere mechanisch bei einem etwas anderen Sensorgehause beim duenneren Lautsprecherkaber zwar machbar, aber damit wuerde ich auch den Messbereich verkleinen - der Sensor wuerde dann schon bei weniger Ampere bei dem "duennen" LS Kabel voll Aussteuern. Das ist echt krass - 20A durch ein Kabel direkt am IC hat die gleiche Wirkung wie ein relativ kleiner LS-Magnet in 30cm Entfernung. gruss
Ich gebs auf --> habe kurz mit dem Gedanken gespielt, einen closed Loop Sensor zu bauen - was ja Prinzipiell mit einem Leistungsopv (zb L165) usw. machbar waere, da die Remanenz echt das groeßte Problem bei der open loop methode darstellen wuerde - ich habe heute gesucht gesucht gesucht und auf einer Hobbyelektronik Seite einen Ferritkern mit 26mm Innendurchmesser fuer superguenstige 2,00eus gefunden!!! Jedoch bei Reichelt und Co habe ich nur den Hallsensor KMZ10B gefunden, der nur 4mV/(kA/m) ausgibt, und dann noch die Offsetgeschichten etc... Zudem wuerde ich bei 400A Primaerstrom eine mordsverlustleistung in der Sekundaer wiklung inkl. Messwiederstand haben. Da auch nie sichergestellt ist, dass der Closed Loop immer mit Strom versorgt ist wenn Strom durchs Kabel fliesst, wuerde der Kern schon nach kurzer Zeit magnetisiert sein. Dieser Open Loop hier ist interessant: http://de.farnell.com/lem/htfs-400-p/current-transducer/dp/9135731 Aaber erstens ist der Innendurchmesser mit 22mm zu klein, und zweitens wie macht LEM das mit der Remanenz? Bei meinem oben genannten Ring waeren es bei 400A ueber 4kA/m Feldstaerke im Ring. Ich werde dann wohl doch bei meinen "alten" Sensoren bleiben, die bei korrekter Handhabung eine Genauigkeit von ca. 98% haben bei noch weit ueber 100A.
Lass den Strom einfach durch ein Rohr fliessen und befestige den Sensor innen. Gruss Robert
@ R. Freitag (rfr) >Lass den Strom einfach durch ein Rohr fliessen und befestige den Sensor >innen. Optimal! Dann zeigt der immer Null an. ;-) Google mal nach Koaxialwiderstand. MfG Falk
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