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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bidirketionale Strommessung mit Shunt 60mV/100A


Autor: Mario (Gast)
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Hallo!

Ich möchte einen Strom mit einem Shunt 60mV/100A Messen. Der Strom kann 
in beide Richtungen fließen. Wie verstärke ich die Spannung am 
besten/einfachsten auf einen Weiterverarbeitbaren Pegel für einen µC?

Da ist auch die zweite Frage, wie ist das am besten zu Handhaben? Pegel 
von 0V-5V wobei 2.5V Null darstellt stell ich mir Problematisch vor, da 
bräuchte man die Gleich Refernz bei Verstärker an am ADC.

Aber wie am einfachsten Verstärken? Mit einem single Supply OPAmp, und 
Vref/2 des ADC am + des OP-AMP. Oder mittels Diff-Amp?

Ich möchte keine Speziellen Current-Sense ICs verwenden, nur OPAmps, 
wenn auch Präzisionstypen oder was auch notwendig ist (das weis ich eben 
nicht).

Es geht um eine Strommessung eines Bleiakkus. Ob High Oder Lowside, 
egal. Am Shunt wird die vertärkte Spannung ein µC auswerten und mittels 
Potgetrennten Bus weiterschicken.

Der Strom wird mit einem 10Bit ADC aufgelöst, also 0.1A oder 0.2A. )je 
nach dem wie man das mit der Richtung löst). Genauigkeit reicht mir 1%. 
Also in 600µV Schritten. Das ist verdammt wenig, aber ansonsten wird der 
SHunt riesig und verheizt noch mehr.
Thermospannungen und Widerstandsrauschen sollten kein Problem sein, doch 
wie siehst mit den Offsetspannungen bei den OPVs aus?

Hat jemand vorschläge? Könnte man die Schaltung aus dem Thread 
(Beitrag "Stromessung getrent nach Richtung der Stromes") hier nehmen?

Autor: Bernd (Gast)
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Autor: Mario (Gast)
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Hey danke!

Da ist sicher was dabei, werd ich mal durchgehen meinen Vorschlag 
posten,
MFG Mario

Autor: Mario (Gast)
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Ich hab die Schaltungen wie im Anhang simuliert, das Grundprinzip 
funtioniert.

Do wie man im Plot sieht enstehen beim Nulldurchgang 
Übernahmeverzerrungen wie bei eiem Class B Amp. Der Grund ist 
offensichtlich das der OPV die Spannung auf 2.5V+0.7V erhöhen muss. Klar 
das dauert seine Zeit, aber auch bei niedrigen Frequenzen und DC stimmt 
die Spannung nicht mehr mit dem Strom zusammen (im Bereich des 
Nulldurchganges)

Kommen hier Offsetspannungen zum tragen?

Oder ist der Transistor der Grund? Eher nicht , den bei 1Hz oder weniger 
reicht auch die Slew-Rate eines LM358 aus.

Spice File, und das Model hab ich Angehängt.
MFG

Autor: Andreas (Gast)
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Warum möchtest du nicht 2,5V als Referenzbeug nehmen?

Die 2,5 V erzeugst du mittels präzisen Widerständen aus 5V und einem 
OPV,
Und nimmst die 5V Als REF für deinen ADC. Wenn dann ein Offset-Fehler 
vorliegt kannst du den später raus kalibrieren.

Falls das ein privates Projekt ist:

Warum betreibst du so einen rießen Aufwand?
Nimm ein INA155 vom Reichelt für 3,15€,
einen OPV für 1,5€
und du bist deine meisten Sorgen los.

Autor: Mario (Gast)
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In der Simulation sind 2 Methoden Gleichzeitig simuliert. Einmal mit 
0-5V für 0-100A und einem Vorzeichensignal, die Zweite Methode wäre mit 
2.5V als Referenz für 0A.

Rauskalibieren wird schwer, es ist ja kein linearer Fehler, er tritt nur 
auf wenn der Strom von 0 auf 2A auf, aber nicht von 2A auf Null ab auf, 
also eine Art Hysterese.
Ob 0A, 1A oder 2A möchte ich schon unterscheiden könne (8-Bit).

Ich find den Aufwand ja nicht Groß, LM358, TL082, Kleinsignal NPNs hab 
ich zu hauf. 3 Oamps und 2 BC847 find ich nicht wirklich aufwendig. Ich 
habe auch schon überlegt einen Intrumentenverstärker diskret aufzubauen.

Ja, ist für privat.
>Nimm ein INA155 vom Reichelt für 3,15€ einen OPV für 1,5€

INA155 ist sicher eine effektive Möglichlichkeit, aber dann müsste ich 
den extra Bestellen. Den OPV zur Referenzerzeugung, oder?
Es müsste doch eine Möglichkeit geben so eine Messungen mit den üblichen 
OPAmps zu machen. Widerstände hab ich ein 1% Sortiment (SMD 0804), bei 
Intrumenten Amp Diskret kommt man gesammt dann über 1%, aber da linear 
kann ich die Widerstandstoleranzen rauskalibrieren (hoffentlich).

Es geht mir auch um das Verständnis, mag sein dass ein dezitierter 
Current Shunt Monitor oder wie die ICs sich nennen effektiver, einfach 
ist. Ich würds gern mit konvtionellen OP-Amps lösen, hoffe ihr könnt mir 
helfen.

MFG

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