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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Genaue Strommessung ev. ohne Shunt...


Autor: Schorschi (Gast)
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Hallo,

ich bin auf der Suche nach einer genauen Strommessung die ev. auch ohne
Shuntwiderstand auskommt.

Folgende Situation:
- Messung eines Ruhestroms (Gleichstrom) im bereich von 10mA bis 30mA
so genau wie möglich. Ab besten im µA Bereich.
- Problem: Der Strom kann dann im Betrieb auf über 120A steigen (bei
12V). Da müsste man dann entweder die Messschaltung abschalten können
oder diese so Dimensionieren dass es auch noch geht.

Habe mir schon ein paar Sensoren angeschaut aber diese sind viel zu
ungenau.
Hat jemand ne idee wie man sowas lösen könnte?

Gruss und DAnke,
Georg.

Autor: Schorschi (Gast)
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keiner nen tip?

Autor: Alex (Gast)
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Sind ein bischen krasse Anforderungen. Wo fließt der Strom eigentlich
(also in was für einer Anlage). Ich denke, dass deine µA-Genauigkeit
garantiert nicht nötig sind.

Willst du die 120A auch noch messen oder sollen die ignoriert werden?

Autor: Schorschi (Gast)
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Hi,

messen will ich nur im bereich 10mA bis 30mA alles was drüber ist,
interessiert mich nicht.

Der Strom fliesst von einer Autobatterie..

gruss,
schorschi

Autor: Schoaschi (Gast)
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Hi!

in einem anderen Thread hab ich dazu schon mal meinen senf dazugegeben,
wurde aber wunderbar ingoriert ;-)
aber vl kannst ja du was mit meiner überlegenung anfangen.

der innenwiderstand einer autobatterie ist meines wissens nach
konstant. nun kannst du diesen durch ein paar vorversuchen ja
herausfinden. also zuerst mal die leerlaufspannung messem ( mit einem
Voltmeter mit möglichst hohem widerstand) und dann halt noch einen 2.
punkt hernehmen und da spannung und strom messen. danach bekommst du
den innenwiderstand wie folgt:

Ri=(U_leerlauf-U_belasted)/I_belastet

wenn du den widerstand hast, dann brauchst du lediglich immer die
spannung an den polen der batterie messen. je geringer die spannung
daran ist, desto höher ist der strom.
wenn du es mit einer Referenzspannung vergleichst würde man sicher auch
eine sehr gute auflösung schaffen.
ich hoffe du verstehst meine gedankengänge.

mfg schoasch

Autor: dicky (Gast)
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hallo schoaschi, der innenwiderstand ist NICHT konstant ! er nimmt mit
dem alter der batterie zu und man kann ihn sogar als eine art marker
für die alterung bezeichnen. so kann das also nicht funktionieren.

mit üblichen shunts die über 100 a noch gut wegstecken kommt man unter
guten bedingungen für die auflösung und genauigkeit in den bereich der
10 mA. hohe kurzschlusströme können einn neuen abgleich notwendig
machen.

um die µA messen zu können müsste man bei dem auto oder boot oder was
auch immer entweder mit 2 batterien arbeiten (bei womos und booten ja
üblich) oder der mess-shunt müsste so installiert werden daß der
anlasserstrom nicht drüberfliesst.

Autor: Schoaschi (Gast)
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ich glaube aber nicht das der innenwiderstand innerhalb eines tages oder
einer woche so schnell steigt.... man müsste aber halt wissen für wie
lange diese messung gelten soll

Autor: André K. (Gast)
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Wenn er aber im µA-Bereich messen will, aendert sich der gemessene Strom
ja schon massiv, wenn sich der Innenwiederstand nur ein kleines bisschen
aendert. Vielleicht laesst es sich wirklich irgendwie einrichten, die
120A nicht ueber den Shunt fliessen zu lassen, Relais zur
Ueberbrueckung des Shunts z.B.. Wenn der Motor nacher an ist, laesst
man das Relais halt wieder abfallen und der zu messende Strom laesst
sich ueber den Shunt auswerten.

MfG

Autor: André K. (Gast)
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Innenwiderstand meinte ich natuerlich *g (>nach EDIT-Funktion Schrei<)
MfG

Autor: Benedikt (Gast)
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Die Idee mit dem Relais ist gut:
Kleiner Shunt (z.B. 1Ohm) sollte für Messungen im Bereich bis einige
10mA ausreichen. Wird der gemessene Strom > z.B. 1A schaltet ein Relais
einen zweiten Shunt (oder sonst was, mit dem man den Strom grob
bestimmen kann) dazu parallel. Diese bleibt solange aktiv, solange der
hohe Strom fließt.

Autor: Chris (Gast)
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Ob ein Relais für diese Aufgabe schnell genug ist? </laienmeinung>

Autor: Arno (Gast)
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Kannst Du den Hochstromkreis nicht von dem zu messenden Kreis trennen.
Ich nehme doch an, dass es sich um einzelne Verbraucher handelt.

Arno

Autor: André K. (Gast)
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Wenns ein Oeffner ist schon:

Motor aus > Shunt ueberbrueckt
Starten > Shunt ueberbrueckt
Laufen > Relais faellt ab, Strom fliesst ueber den Shunt

Das Schalten des Relais kann man ja den µC uebernehmen lassen, der
ohnehin vorhanden zu sein scheint.

MfG

Autor: dds5 (Gast)
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Wenn eine Diode mit entsprechend hoher Belastbarkeit parallel zu
Relaiskontakt und Shunt geschaltet ist spielt die Ansprechzeit des Rel
nur noch eine untergeordnete Rolle.
Im Normalfall wird vl eine Diode mit 50A ausreichen (verträgt ja
kurzzeitig auch mehr) aber wenn das Relais mal nicht schliesst ist die
Diode futsch.

Dieter

Autor: Schorschi (Gast)
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hi,

danke für eure tips aber ich kann da auf keinen fall hin und her
schalten. Die spannungsversorgung sollte unterbrechungsfrei sein.

Ich bin schon auf die hall messung gekommen. Wie z.B. die LEM sensoren
aber die Teile sind nicht wirklich genau oder ich bin zu doof da was zu
finden.

gruss,
schorschi.

Autor: Bernd Schmidt (Gast)
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Hallo,

vieleicht ist das ja brauchbar

http://www.isa-asic.de/text/ueber_isa_asic_de.html

habs mal im Internet gefunden aber noch noch ausprobieren können.

cu
Bernd

Autor: André K. (Gast)
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"danke für eure tips aber ich kann da auf keinen fall hin und her
schalten. Die spannungsversorgung sollte unterbrechungsfrei sein"

Du hast das Prinzip nicht verstanden. Da wird nicht umgeschaltet
sondern nur etwas dazugeschaltet.

MfG

Autor: Peter Dannegger (Gast)
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Also 1µA bei 30mA sind schon 15 Bit !!!

Als Genauigkeit wirst Du das als Amateur keinesfalls hinkriegen,
bestenfalls nur als Auflösung.

Und ne Schutzschaltung, die 200A fest ist, wird bestimmt auch noch mal
selber um mindestens 100µA verfälschen, die sich pro 10°
Temperaturerhöhung auch noch verdoppeln.


Ich würde mal für eine derart leistungsfähige Profientwicklung nicht
unter 2000,-€ Gerätepreis kalkulieren, falls es überhaupt machbar ist.


Peter

Autor: Arno (Gast)
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Was willst Du denn eigentlich messen und wo ist die Messstelle?
Der Anlasseranschluß ist bei vielen Autos ein separates Kabel, kann
also eventuell unberücksichtigt bleiben.

Autor: Schorschi (Gast)
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hi,

ich will direkt an der Batterie bessen.

schorschi.

Autor: Mikesh (Gast)
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Hallo Schorschi!

Was hast du eigentlich gegen einen Messshunt im Bereich von ein paar
mOhm. Mit geeigneten AD-Wandlern, Filterung und präziser
Referenzspannung kann man doch auch in Spannungsbereichen von ein paar
uV messen.

Soll das im Auto verbaut bleiben oder ein Messsystem darstellen?

Mit LEM-Wandlern könnte man das normalerweise auch hinbekommen, einfach
mehrere Leiter durchwickeln und den verketteten Fluss mehrerer Leitungen
messen.
So erhöht sich die Auflösung dieser LEM-Wandler, ist aber
schätzungsweise umständlich für dich, da du wahrscheinlich am dicken
Zuleitungskabel der Batterie messen willst.

Autor: Schorschi (Gast)
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hi,

das problem beim schunt ist nur dass wenn da mal 120A fliessen mir der
Spannungsabfall daran für den µC zu hoch wird.

Da muss ich dann jetzt schauen dass ich ne Schutzschaltung hinbekomme
die das abkann.

Es soll ein Messystem darstellen das mehr stationär als so ne art
Logger fundieren soll.

gruss,
schorschi.

Autor: Mikesh (Gast)
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Bei einem Messshunt von 1mOhm hast du bei einem Strom von 120A einen
Spannungsabfall von 120mV, das sollte nicht das Problem sein, auch bei
dem 10fachen Wert hast du eigentlich noch keine Probleme.

Sind die 120A das Maximum oder willst du auch Anlassströme messen, die
sind nämlich um einiges höher.

gruss

mikesh

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

an einem Shunt von 1*10^-3 Ohm hat er bei 1*10^-6 A aber auch nur einen
Spannungsabfall von 1*10^-9 V. Das dürfte weit jenseits dessen liegen
was man mit einfachen Hobbymitteln noch messen kann.

Matthias

Autor: Mikesh (Gast)
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Ok Ok, hab den uA-Bereich überlesen.

Da hat man sogar mit "Profi"-Mitteln Probleme das zu messen.

Autor: Mikesh (Gast)
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Aber um Ruhestrommessungen am Fahrzeug durchzuführen genügt doch der
Bereich bis 1mA.

@Schorschi

Warum denn gleich uA, ich hätte mA anzubieten. In diesem Bereich kann
man mit mOhm-Messshunts noch auflösen.

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

viel mehr als ein mOhm darf dann aber auch nicht sein. Sonst glüht der
Shunt beim Anlassen schneller ab als das Überbrückungsrelais klack
sagen kann. Und ein mOhm ist IMHO reichlich knapp um Ströme im
µA-Bereich zu messen. Sicher ist sowas möglich aber nur mit viel
Erfahrung was Layout der Meßschaltung angeht.

Matthias

Autor: André K. (Gast)
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"
viel mehr als ein mOhm darf dann aber auch nicht sein. Sonst glüht der
Shunt beim Anlassen schneller ab als das Überbrückungsrelais klack
sagen kann. Und ein mOhm ist IMHO reichlich knapp um Ströme im
µA-Bereich"

Hach ja.... Das Ueberbrueckungsrelais ist ein Oeffner (bzw soll einer
sein) und ebendieser sagt nur dann "klack", wenn der Motor an ist
(das soll der µC mit uebernehmen). Hab ich oben auch schonmal
geschrieben...

Autor: Matthias (Gast)
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Hi

dann ist aber nichts mit dem Messen von Ruhestrom. Und genau das hab
ich in die Anfrage von Schorschi reininterpretiert. Sollte dem nicht so
sein und er will den Strom im Betrieb messen dann kann man natürlich das
Problem mit einem Öffner umgehen. Die Stromangabe von wenigen mA bis µA
passt auch eher auf den Entladestrom ohne laufenden Motor. Beim Betrieb
des Motors dürfte der Strom deutlich höher sein solange der Akku nicht
komplett geladen ist.

Matthias

Autor: Sven (Gast)
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Ein 10ohm-Shunt (ja, richtig, zehn Ohm) liefert bei 30mA 300mV, dass
sollte auch im Auto noch gut messbar sein. Parallel dazu einige
Hochstrom-Dioden (3 x 50A oder so), gekühlt. Die übernehmen den Strom,
wenn der Spannungsabfall über dem Shunt über 0,7V steigt, dauerhaft.
Aber Achtung, an den Dioden werden beim Starten über 80W verbraten.
Kritisch dürfte der mechanische Aufbau sein. Wenn die 0,7V
Spannungsabfall zu hoch sind, können Schottky-Dioden verwendet werden,
dann muss der Shunt auf 1..3ohm runter und man muss sich halt mit
30-90mV Messspannung bei 30mA zufriedengeben. Die Messspannung steigt
zumindest nicht über 0,7V, wenn der Aufbau niederohmig genug ist.

Alternativ sollte man mal sehen, ob der Strom unbedingt in der
Batterieleitung gemessen werden muss, vielleicht gibt es einen Zweig,
über den nicht der Anlasstrom fließt.

Sven

Autor: Arno (Gast)
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Du wirst im Auto während des Betriebs nicht in der Lage sein einen Strom
von einigen 10mA zu messen. Da fließt Ladestrom für die Batterie,
Verbraucher wie Lüfter, Klima und Servolenkung verbrauchen schwankende
Energiemengen ausserhalb Deiner Kontrolle. Schon ne neue CD im Wechsler
erzeugt Stromänderungen in diesem Bereich.
Du musst das oder die zu messenden Deräte und ihre Stromkreise vom Rest
der Autoelektrik trennen oder einzeln erfassen.
Arno

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