Hallo,
also ich versuche mich gerade mit meiner ersten Schaltung, aber
irgendwie hänge ich gerade und benötige eure Hilfe :)
Ich muss den Mittelwert von Strom, welcher nur kurze Peaks(ca. 0-10A,
Dauer 10µs) hat, möglichst genau messen.
Mein aktueller Plan ist es, den Strom über einen Shunt Widerstand von
ca. 8mOhm laufen zu lassen und dann mittels eines "current shunt
monitors", dem TI INA226, der ja recht präzise sein soll, den Strom
direkt ins Digitale umzuwandeln.
Wenn ich das Datenblatt richtig mit der "ADC conversion time" verstehe,
dann steht da bis zu 10ms. Das ist aber sozusagen nur die Zeit, in der
umgewandelt wird, oder? Wo finde ich die Abtastrate?
Habe ich durch Parallelschalten eines Kondensators die Chance die
Spannung aufrechtzuerhalten? Wenn ja wie berechnen ich die richtige
Kapazität?
Habt ihr Ideen oder Vorschläge, wie ich das am Besten bewerkstelligen
kann?
Vielen Dank,
Daniel
Daniel schrieb:> Ich muss den Mittelwert von Strom, welcher nur kurze Peaks(ca. 0-10A,> Dauer 10µs) hat, möglichst genau messen.
Willst du den Peak möglichst genau vermessen oder den Gesamtstrom
möglichst genau? 10us wirst du nicht so ohne Weiteres erfassen können.
Du könntest dir einen Maximalwertgleichrichter bauen, der die Spitze
erfasst und solange speichert bis du den Wert erfasst / verarbeitet
hast.
Ingo
Natürlich die Variante 2. Da der INA recht hohe Input-Bias-Ströme hat
(10µA!), solltest du den Serienwiderstand niederohmig halten und ab
besten einen zweiten, gleich großen Widerstand in die 2. Zuleitung
schalten.
Daniel schrieb:> möglichst genau messen.
Das ist extremst teuer!
Die Alternative wäre, du sagtst dazu, welche Genauigkeit du mindestens
braucht. Das ist meist einfacher zu erreichen...
> Ich muss den Mittelwert von Strom, welcher nur kurze Peaks(ca. 0-10A,> Dauer 10µs) hat, möglichst genau messen.
Den Spitzenwert oder den Mittelwert oder den Verlauf?
Ein Puls hat keinen Mittelwert. Erst mit einer Wiederholrate. Wie oft
kommt der Puls denn ? Und per Mittelwert moeglichst genau messen
bedeutet die 10us muessen konstant sein.
Entschuldigung, dass ich mich erst heute wieder melde, aber ich hatte
ein wenig Probleme mit der benötigten Genauigkeit.
Also ich benötige eine Leistungsmessung auf 0.05% genau. Dabei nimmt die
Spannung einen minimalen Wert von etwa 0.25V und der Strom einen
minimalen Wert von etwa 0.1mA an.
Der Puls kommt unterschiedlich oft. Von fast dauerhaft bis ca 1s Pause.
Er ist auch in den 10us nicht ganz konstant.
Fällt euch noch was ein? Oder fehlen noch Informationen? Ich bin
wiegesagt noch nicht so erfahren.
Danke für eure Hilfe!
0,1mA auf 0.05% genau zu messen ergibt eine Genauigkeitsanforderung von
50nA. Bei einem Messbereich bis 10A.
Rechnen wir mal weiter. Um die Spannung von 0.25V mit einem
Messwiderstand um nur 0.05% zu beeinflussen, dürfen da bei 10A nur 125µV
abfallen. Runtergerechnet auf die Genauigkeit der Messspannung bei
0,1mA, also effektiv die Spannung bei 50nA, ergibt sich <underflow>.
Viel Vergnügen!
Ja ich weiß - das wird nicht einfach.
Aber ich habe noch eine Frage zu deiner Rechnung bezüglich der
Genauigkeit. Da ja P=U*I müsste sich nach der Fehlerfortpflanzung dP=
0.05% = dU + dI ergeben? Also muss die Genauigkeit der Spannung auf z.B.
1% genau und die des Stromes auf 4% genau sein?
Habe ich da einen Denkfehler? Wenn ja dann waren meine Toleranzangaben
falsch und ich werde nochmal nachrechnen.
Danke! :)
Daniel schrieb:> Aber ich habe noch eine Frage zu deiner Rechnung bezüglich der> Genauigkeit. Da ja P=U*I müsste sich nach der Fehlerfortpflanzung dP=> 0.05% = dU + dI ergeben? Also muss die Genauigkeit der Spannung auf z.B.> 1% genau und die des Stromes auf 4% genau sein?
Sind dir die 2 Zehnerpotenzen im "Prozent" entwischt?
U um 1% genau, also Rechnung mit 1.01.
I um 4% genau, also Rechnung mit 1.04.
1.01 * 1.04 = 1.0504, also 5% Abweichung. Du willst aber 0,05%.
ich fasse mal zusammen:
Daniel schrieb:> Ich muss den Mittelwert von Strom, welcher nur kurze Peaks(ca. 0-10A,> Dauer 10µs) hat, möglichst genau messen.Daniel schrieb:> Also ich benötige eine Leistungsmessung auf 0.05% genau. Dabei nimmt die> Spannung einen minimalen Wert von etwa 0.25V und der Strom einen> minimalen Wert von etwa 0.1mA an.> Der Puls kommt unterschiedlich oft. Von fast dauerhaft bis ca 1s Pause.> Er ist auch in den 10us nicht ganz konstant.
und vor allem:
Daniel schrieb:> also ich versuche mich gerade mit meiner ersten Schaltung,
Für mich klingt das wie: "Hey, ich bastle das erste mal mit
Modellraketen, wie kann ich mein I-Pad auf den Mond bringen, dort den
Nordpol filmen und wieder heil zurück".
Du solltest 4 Größenordnungen kleiner anfangen.
Udo Schmitt schrieb:> Du solltest 4 Größenordnungen kleiner anfangen.
Noch kleiner? Ne, ich weiß schon was du meinst. Und du hast auch
prinzipiell recht, aber ich will das unbedingt hinbekommen. Ich finde,
dass man als Elektrotechnik Student mal eine Schaltung entworfen haben
sollte. Je anspruchsvoller, desto mehr lernt man dabei. Die
Fächerauswahl in der Uni ist ja mittlerweile so breit gestreut, dass ich
bisher mehr programmiert habe, aber jetzt eben auch mal eine andere
Seite kennen lernen möchte.
Gute Tipps Joe :)
>aber ich will das unbedingt hinbekommen
Hmmm,
nur mal hypothetisch angenommen, du bekommst das hin.
Wie willst du es jemals nachweisen daß dein Ergebnis stimmt?
Auch nur so gaaanz grob, sagen wir auf 0,1% genau.
Kennst du ein Labor was ein Gerät hat mit welchen man das machen kann?
Mich würde dieses Referenzgerät interessieren!
Gruss
Daniel schrieb:> Je anspruchsvoller, desto mehr lernt man dabei.
Man lernt zwar manchmal auch bei gescheiterten Projekten, aber nicht
wenn schon die Aufgabenstellung etliche Grössenordnungen von jeder
Realität entfernt ist.
Was du hieraus lernen kannst: eine realistische Aufgabenstellung finden.
> 0.05% genau
Nun ja, dazu wurde glaube ich schon genug gesagt.
Aber mal ne andere Idee:
Das Problem bei der Genauigkeit Strommessung entsteht doch vor allem
dadurch, daß Du nur einen Shunt mit geringem Widerstand nehmen kannst um
die zu vermessende Schaltung nicht zu stark zu beeinflussen.
Wenn Du jetzt aber zur Versorgung ein Labornetzteil mit externer
Sense-Leitung nimmst, kannst Du den Shunt wesentlich hochohmiger
auslegen. Das Labornetzteil gleicht den Spannungsabfall über dem Shunt
wieder aus.
Durch den höheren Spannungsabfall wird es leichter den Strom genauer zu
messen. Für 10 A musst Du dann natürlich ziemlich dicke Klopper von
Shunts verwenden, gut Kühlen etc.
Danke an alle für die profesionelle Beratung!
Sehr gute Idee Gerd! Darauf wäre ich sonst nicht gekommen. Werde mal
überprüfen, ob das eventuell klappen könnte.
