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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Op - Messbereich - Strom - ACS 750LCA-050


Autor: Dennis (Gast)
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Hallo,

gegeben sei eine spannung von 2,5V, betriebsspannung ist 5V. die 2,5V 
können um +/- 100mV schwanken. diese schwankung will ich auf +/- 2,5V 
verstärken.

ich wollte dazu den rail to rail op ts 912 verwenden.

wie würdet ihr das machen???

d.

ps.: ist es schlau sich eine referenzspannung von 2,5V zu generieren und 
dann mit einem differenzverstärker zu arbeiten!? oder gibt es noch eine 
andere lösung??

die schaltung soll  bei einem stromwandler von allegro den messbereich 
einstellbar machen (ACS 750LCA-050)

Autor: pumpkin (Gast)
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wie schnell schwankt die spannung, d.h., mit welcher frequenz kann 
gerechnet werden?

pumpkin

Autor: pumpkin (Gast)
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p.s.: du hast nur +5V versorgung?

pumpkin

Autor: Dennis (Gast)
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ich messe einen gleichstrom mit dem sensor, ist also alles super träge.

wenns geht würde ich gern nur 5v nutzen. der stromsensor kommt mit 5v 
aus, der controller und das display auch... sollte er dann bis auf ein 
paar mV nicht an die betriebsspannung heran kommen, dann kann ich das ja 
im controller berücksichten, ich möchte die schwankung nur so weit wie 
möglich auf den a/d wandler bereich von 0-5v aufteilen um eine möglichst 
hohe auflösung zu bekommen...

d.

ps.: dc dc wandler für eine 15V +/- versorgung würde ich gern umgehen. 
ich habe jedoch noch welche rumliegen.... sind nur vom platz her nicht 
unbedingt passend..

Autor: pumpkin (Gast)
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also reicht es dir, wenn der opv von 0...5V aussteuert? dem D/A ist das 
ja boogie.

pumpkin

Autor: Dennis (Gast)
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... der hat als referenz natürlich auch 5V. von daher kann der mit einer 
aussteuerung von -1V bis +6v wohl nicht viel anfangen :-))

ja, also 0...5V waren wie beschrieben angedacht, ausser es gibt einen 
triftigen grund es anders zu machen :-)

d.

Autor: pumpkin (Gast)
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bin gerade am rechnen. bitte um geduld....  ; )

pumpkin

Autor: Branko Golubovic (Gast)
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 Hallo Dennis,

Mit der Schaltung kannst du dein Problem lösen.
Spannungsteiler zwischen gnd und 5V bildet 2,5V Referenzspannung.
OP ist als normale Nicht-Invertierte Verstärker beschaltet,
mit 25-fache Verstärkung.
9,5K  kannst du mit 10K und 200K in Parallelschaltung  bekommen.
Am Ausgang bekommst du dann 2,5V  +-2,5V.


               | \OP
Input----------|+ \
(2,5V+-100mV)  |   >--Output
            ---|- /  |(2,5V+-2,5V)
            |  | /   |
            |-- 240K-|
            -
            9
            ,
            5
            K
            -
            |
gnd-| 1K |--|--| 1K |---5V
          (2,5V)

Branko

Autor: pumpkin (Gast)
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gute idee von branko. oder aber du nimmst einen differenzverstärker 
(PDF). je nach lust und laune...

pumpkin

Autor: Dennis (Gast)
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@Branko Golubovic,

genau so hatte ich mir das vorgestellt, war ja oben bereits auch schon 
so drauf hingewiesen, dann könnte ich ein 2 K spindeltrimmer zum genauen 
abgleich des spannungsteilers nehmen, und einen spindeltrimmer um die 
verstärkung genau an zu passen, auch wenn die trimmerei immer etwas 
gewagt ist...

@pumpkin,

warum hast du al referenz 2,6V?? und sollte ich mir diese dann mit einem 
spannungsteiler holen, oder wie ist dein vorschlag.

in deiner zeichung ist auch eine  negative spannungsversorgung vermerkt 
- jedoch wird sie nicht verwendet - sehe ich das richtig!???

d.

Autor: pumpkin (Gast)
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richtig. hatte nur probs bei der pspice-simu, deswegen testweise die 
-5V. die werden jedoch nicht verwendet. die 2,6V kannst du dir über 
einen spannungsteiler holen, das hast du richtig erkannt. summasummarum 
ist brankos lösung etwas praktikabler...irgendwie hatte ich die lösung 
aber verworfen (den grund weiss ich aber nicht mehr %)  ).

pumpkin

Autor: Dennis (Gast)
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Hallo,

ich habe am wochenende mal ein wenig rum probiert, und dabei einige der 
op schaltungen ausprobiert...

also, dazu nutze ich einen stromsensor (ACS 750LCA-050)von allegro und 
einen op ts912.

ich will einen gleichstrom von 0-1A messen, der sensor ist allerdings 
für 0-50 ausgelegt. er wird direkt mit 5v betrieben. im ruhezustand 
liegt an seinem ausgang eine spannung von U/2 an. fließt ein strom, so 
driftet diese spannung gegen 5V oder 0V je nachdem in welcher richtung 
der strom den sensor durchfließt.

die veränderung der spannung am ausgang des sensors bei einer 
stromänderung von 0-1A ist allerdings sehr gering, deswegen wollte ich 
diese so verstärken, das der "ausschlag" bereits bei 0-1A die 0V bzw. 
die 5V erreicht.

ich habe die oeben skizzierte op schaltung verwendet.

leider bekomme ich das scheißding nicht abgestimmt. der spannungsteiler 
aus den zwei 1K wiederständen muss damit es funktioniert ja eigentlich 
genau auf die ruhespannung des sensors abgestimmt werden - da liegt 
schon das erste problem, das zweite, ich muss die verstärkung so 
abstimmen das ich bei einem ampere stromfluss im sensor genau 5V oder 0V 
als verstärktes signal am ausgang des ops erhalte - bis jetzt ohne 
erfolg.

ich habe präzisionsspindeltrimmer verwendet. im spannungsteiler 5K und 
über dem op 1M, für den 9,5K widerstand habe ich ein 10K 
spindeltrimmer...

ich weiß nicht genau wie groß die spannungsabweichung des sensors bei 
einem ampere ist, deswegen wollte ich die verstärkung des ops 
anpassen...

leider bekomme ich schon beim angleichen des spannuingsteilers keine 
vernünftige einstellung hin.

wenn ich mir die op schaltung oben ansehe, dann ist das doch ein 
differenzverstärker, oder?

wenn jetzt eine spannung genau 2,5v beträgt, und die andere 2,6, und der 
op eine verstärkung von 2 hat, was sollte dann eigentlich am ausgang 
anliegen?

die differenz mal 2 also 0,2V oder eine der beiden spannungen plus die 
differenz!? also 2,5V + 0,2V = 2,7V?

wie würdet ihr den spannungsteiler mit dem ausgang des stromsensors 
abgleichen!?

dennis

Autor: Dennis (Gast)
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hat keiner einen rat!?
dennis

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Der Allegro gibt bei 0A Strom genau die halbe Versorgungsspannung aus. 
Also sollte der Spannungsteiler mit 2 Stück 1K Widerständen (Metall) 
eigentlich ein Super Ergebnis liefern.

Da solltest Du zuerst die Messung ansetzen. Alles andere folgt dann.

Aber warum gibst Du Dir so die Kante ?
Da hätte es doch ein 0,1Ohm Shunt getan und der OP.

BTW: Mit dem TS912 wirsd Du nicht genau an 0V oder 5V herankommen. Das 
letzte halbe Volt wird schwierig.

Autor: Dennis (Gast)
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Hallo Bernd,

alles was ich eigentlich wollte ist eine 4 Kanal Messung des Stromes und 
4 Kanal spannung 0-25V. dabei sollte die messgenauigkeit unter 5mA 
liegen, gemessen wird von 0-1A Dc. das ganze ist ein tischmessgerät das 
hinter meinem eigentlichen Netzgerät als tischverteiler eingestzt wird.

Momentan messe ich mit einem 0,1 Ohm shunt und einem INA111 als 
messverstärker.

anfangs wollte ich nur mit einfachen bauteilen auskommen, aber :

je höher die anforderungen, desto besser und teurer die bauteile.

zudem soll die schaltung mit nur einer spannung von 5v auskommen.
sie ist aus resten entstanden die beim anderen projekten mal übrig 
gebieben sind.

kern ist ein fujitsu controller mit 8Bit Ad wandler (gemuxt auf bis zu 
18 kanäle, 8 genutzt)
ein 2 x 16 Zeilen Display, das alles in einem gehäuse zue erweiterung 
des bereits vorhandenen tischverteilers.

die versorugungsspannung der ersten messplatine habe ich mit einem max 
232 aufgebaut - da der strom der damalogen tlo62 ops sehr gering war, 
ging das sogar - wie gesagt "low-budget" absolut.

für die spannungsmessung nehme ich den op als impedanzwandler, und habe 
davor eine recht hochohmige´n spannungsteiler 1M zu 4M, damit strecke 
ich den messbereich auf 0-25V. das ist mit 2 ops tlo62 abgebacken, und 
läuft 100%ig, ausreichend für meine zwecke.

die strommessung allerdings hatte es bis jetzt in sich. zuerst bin ich 
auf rail to rail ops umgestiegen, doch leider "railen" die auch nicht - 
wie sollten sie auch, also kam eine neue spannungsversorgung her, ein 1W 
DCDC wandler mit +/- 15V zur unterstützung. anschließend habe ich nach 
langem suchen die ops gegen die ina111 ausgetauscht.

diese version hat den nachteil das ich aus irgent einem grund probleme 
bekomme, wenn ich die spannung für den letzen eingeschaltenen kanal 
abschalte, ich aber noch einen verbraucher angeschlossen habe, dann 
zeigen alle kanäle der strommessung irgeneinen strom, also muss dort 
irgenwo ein "krichstrom" fließen, den ich noch nicht gefunden habe, 
zudem fallen über den 0,1ohm shunt bei eine strom von einem ampere, 
100mV ab, das heißt die anzeige das tischmessgerätes stimmt nicht mehr 
mit der spannungsanzeige des versorgenden Netzteils überein.

Da ich zu diesem Thema damals auch schon einen thread hier eröffnet 
habe, und dort eines tages der allegro sensor vorgeschlagen wurde, und 
das verfahren einen "hall" messung anbot - konzentrierte ich mich darauf 
mit diesem bauteil die strommessung umzurüsten... zudem hatte die sache 
mit dem shunt erhebliche schwächen im bereich 0-50mA, der bereich in dem 
doch die meisten kleinen schaltunegn und auch kennlinien (von z.B.) leds 
usw.. eine etwas genauere messung voraussetzten...

zudem habe ich bis heute immer noch keine zufriedenstellende (aus meiner 
sicht) ergebnisse mit ops erziehlt, entweder ist die verstärkung nicht 
linear, oder sie verhalten sich ganz anders als erwartet durch störungen 
auf schirmungen oder falsche masseflächen, oder falscher op wahl - op 
mit rail to rail - mit fet eingang - messverstärker 
(instrumentenverstärker) - audio - mos ... was weiß ich - weitläufig - 
und: das mag teilweise auch an mangelnden erfahrung mit dem thema 
analogschaltungen mit ops liegen, aber sicher auch daran, das immer ein 
wenig voodoo mit dabei zu sein scheint!

allerdinsg denke ich, sollte es doch möglich sein diesen blöden 
ausschlag von ein paar mV so linear zu verstärken das man damit 
vernünftig messen kann!


dennis

ps.: im anhang einmal das pdf des sensors, leider hat das von dem 50A 
sensor 1,6Mb, warum auch immer, das vom 100A ist umfasst nur 1/3 der 
größe.

Autor: Dennis (Gast)
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..hier nochmal ein Bild...

Autor: Branko Golubovic (Gast)
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Hallo Denis,

Ich würde dass so aufbauen:

+25V----|------->+Ausgang
        |
        -
        4
        M
        -
        |
        |--- to TL062
        |
        -
        1
        M
        -        -Ausgang(0V)
        |------|->          |
        -      |------------|IN+
        0 Shunt           --| RG+
        . (1A -> -100mV)  2 |
        1                 K |
        |                 --|RG-
-25V-----------------------

Autor: Branko Golubovic (Gast)
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Das ist natürlich noch nicht fertig
+25V----|------->+Ausgang
        |
        -
        4
        M
        -
        |
        |--- to TL062
        |
        -
        1
        M                       |(+5V)
        -                    |-----
        |----|->-Ausgang(0V) |      \AD623
        -    |---------------|IN+    \2K=Gain 50
        0 Shunt           ---| RG+    \
        . (1A -> -100mV)  2  |         \
        1                 K  |          >----- 0 bis 1A -> 0 bis 5V
        |                 ---|RG-      /
-25V-------------------------|IN-  REF/---(0V)
                             |------ /
                                |(0V)

AD623 verträgt am Eingang auch negative Spannung bis -150mV.
Anbei auch den Datenblatt.

Branko

Autor: Dennis (Gast)
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hallo branco,

sagmal deine allererste schaltung vom 1.2 - habe ich da wirklich 2,5V 
+/- 2,5V oder sind es 0V +/- 2,5V !?

1) leider habe ich keine negative versorgungsspannung an meinem 
tischnetzgerät.

2) kannst du die schaltung ma erläutern, ich verstehe das mit dem shunt 
an der stelle nicht...

dennis

ps.: mein gedankengang sieht eher so aus: anhang

Autor: Dennis (Gast)
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...und bernd:

ich würde mich natürlich über eine antwort freuen, nicht das mein 
letzter langer post jetzt übersehen wird...

d.

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Ich finde den ersten Ansatz etwas daneben.

Du willst einen Strom bis 1A messen und verwendest dafür einen 
Hallsensor, der bis 50A ausgelegt ist. Da machst Du Dir das Leben selbst 
unnötig schwer.

Die jetzige Lösung sieht doch schon ganz propper aus !

Autor: Dennis (Gast)
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wie gesagt:

sie ist im unteren bereich ungenau - die ops sind ja mittlerweile durch 
einen messverstärker ina111 ersetzt, das brachte schon einiges - leider 
habe ich jetzt dieses kriechstromproblem, und den spannungsabfall..

die sache mit dem allegro sensor ist ja auch nur eine option, ich bin 
für alles offen - also:

ich möchte eine high sinde strommessung machen, 4 kanäle, nur 
gleichstrom.

+

möglichst einen geringen spannungsabfall, sprich am liebsten 10mOhm 
shunt,

+

betrieben mit 5V für einen ad wandler eingang 0-5V.

dennis

Autor: Dennis (Gast)
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..ach ja, gerade spezielle teile sind auch immer so eine orga sache, 
also:

es gibt die allegro sensoren nat auch für ströme bis 15A, nur leider 
konnte cih bis jetzt aus meiner lage heraus nicht ran kommen - zudem 
habe ich jetzt auch schon 4 der anderen hier vor ort.

d.

ps.: es scheint so: wer misst - misst - misst.

Autor: Branko Golubovic (Gast)
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@Dennis

Villeicht hilft dir dass weiter.

Branko

Autor: Dennis (Gast)
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Hallo Branco,

du hast eine interessante Art schaltpläne zu zeichnen!

ja das ist eine schaltung die nach einigem schauen, ziehmlich genau dem 
entspricht was ich momentan bei mir aufgebaut habe, allerdings habe ich 
nur den ina111 als op - würde der auch gehen!?oder habe ichd abei etwas 
übersehen?

schaue mir mal den ad8551 an....

aber das problem mit meinem strom sense sensor und der 
differenzverstärkung ist damit noch nicht gelöst - vielleicht hast du 
dazu ja noch eine idee - vor allem zu der frage:

sagmal deine allererste schaltung vom 1.2 - habe ich da wirklich 2,5V
+/- 2,5V oder sind es 0V +/- 2,5V !?

d.

Autor: Branko Golubovic (Gast)
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Hallo Dennis,

ja,beim allererste Schaltung hast du wirklich 2,5V+/-2,5V oder besser 
so:

Eingang Ausgang
 2,5V     2,5V
 2,6V     5,0V
 2,4V     0,0V

Als Spannungsteiler kannst du ein 2 K spindeltrimmer zum genauen
Nullabgleich verwenden,und noch ein 500K Spindeltrimmer zur
Verstärkungabgleich.10K bleibt unverändert.
Aber villeicht ict doch meine letzte Schaltung doch bessere Lösung.

B.

Autor: Dennis (Gast)
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Hallo Branko,

ich werde es mal Testen,

dank dir für die unterstützung, melde mich, wenns nicht klappt :-)

dennis

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