Guten Abend. Ich muss relativ kleine Ströme messen, etwa in uA oder nA Bereich. Dabei kann ich entweder einen großen Shunt benutzen um eine messbare Spannung zu bekommen oder erst ein 100fach kleineren Shunt benutzen und dann den mit OPV 100fach zu verstärken um auf gleichen spannungspegel zu bringen wie bei der 1. Variante. Frage ist: Welche Nachteile besitzt die erste Variante gegenüber der zweite Variante? Ich habe gelesen dass normalerweise man ein Shunt wählt, welche eine Spannungabfall von >=100mV erzeugt.Aber der Grund wurde nicht erklärt. Falls mir jemand weiterhelfen kann, oder Literatur nennen kann ,wo ich es nachlesen kann , ist er sehr wilkommen :) Danke im Voraus
Das ist allein eine Frage wie verrauscht das Messignal sein darf. Du musst den Shunt-Spannungsabfall ja auch irgendwie detektieren. 1µV mit 8bit aufzulösen ist viel schwieriger und störbehafteter als 100mV zu messen!
Wie genau musst du messen, beachte Widerstandsrauschen des Shunt, Eingangs(offset)strom des Messeingangs bei höchster Temperatur, wie wirkt sich der Spannungsabfall am Shunt auf die Stromquelle aus, und die Eingangsoffsetspannung des Messeingangs. Dazwischen suchst du nach dem Optimum. Das einzige, was du in deinem Fall vernachlässigen kannst obwohl es sonst wichtig ist, ist die Verlustleistung. Dafür hast du die Möglichkeit es ohne shunt wie bei einem Photidiodenverstärker als Transimpedanzverstärker aufzubauen.
asf schrieb: > Das ist allein eine Frage wie verrauscht das Messignal sein darf. Du > musst den Shunt-Spannungsabfall ja auch irgendwie detektieren. 1µV mit > 8bit aufzulösen ist viel schwieriger und störbehafteter als 100mV zu > messen! Das ist auch klar. Aber ich meine nicht diese Werte Z.B.: Am Eingang vor ADC muss Spannung in Bereich von 1V bis 10V . Dann kann ich direkt über Shunt die Spannung in diesen Bereich bringen oder erst in Bereich von 10mV bis 100 mV bringen und mit OPV 100 fach Verstärken. Und Frage ist , welche Nachteile Besitzt die erste Variante. Gruß
Christian V. schrieb: > > Und Frage ist , welche Nachteile Besitzt die erste Variante. > > Der Nachteil ist, das Deiner Last 1..10V weniger Versorgungsspannung zur Verfügung stehen -- im Gegensatz zu Variante 2. Ob das stört oder ob du damit leben kannst : Musst Du anhand der restlichen Verschaltung selber entscheiden.
Bei uA und nA würde ich einen Transimpedanzverstärker nutzen, der hat Null Ohm Eingangswiderstand und auf Grund seiner Struktur ein optimales, minimales Rauschen. Auf Offsetspannungen muss man auch achten, aber weniger als bei der klasssichen Shunt-Messung.
Christian V. schrieb: > Und Frage ist , welche Nachteile Besitzt die erste Variante. Die Frage wurde schon beantwortet, warum stellst du sie zum zweiten Mal?
Bei so kleinen Strömen würde ich einen klassischen I-U- Wandler, (Transimpedanzverstärker) nehmen, wenn es die Spannungen zulassen. Ggf. einen Zero-Drift-Typen (auch Chopper-Op-Amp), falls die Signale langsam genug sind. Funktioniert noch bei Signalen im pA-Bereich!
Danke noch mal für alle Antworten. MaWin schrieb: > Christian V. schrieb: >> Und Frage ist , welche Nachteile Besitzt die erste Variante. > > Die Frage wurde schon beantwortet, warum stellst du sie zum zweiten Mal? sorry, das war eigentlich die Antwort auf asf Beitrag. Ich habe mir bischen Zeit gelassen während ich das Beitrag kommentiert hab und deins dann übersehen. Wenn ich es Richtig verstanden hab mit die Eingangsoffsetspannung des Messeingangs meinst du der Eingang z.B. ADC ja? Falls er genau so großen offset hat wie das gemessene Signal , dann wird die Messung nicht mehr brauchbar. Meinst du das? Und was meinst du mit Eingangs(offset)strom des Messeingangs bei höchster Temperatur ? Andrew Taylor schrieb: > Der Nachteil ist, das Deiner Last 1..10V weniger Versorgungsspannung zur > Verfügung stehen -- Die Spannungsquelle liefert bis zu 7kV oder 8kV .
> Und was meinst du mit Eingangs(offset)strom des Messeingangs bei > höchster Temperatur ? Damit meine ich den Eingangsstrom des Messeingangs (A/D oder OpAmp) bei höchster Bauteiltemperatur (weil er da besonders hoch ist) und dessen Unterschiede (Offsets). Denn wenn du Nanoampere messen willst, können dich 100pA Eingangsstrom schon stören.
@ Christian V. (theorie) >> Der Nachteil ist, das Deiner Last 1..10V weniger Versorgungsspannung zur >> Verfügung stehen -- >Die Spannungsquelle liefert bis zu 7kV oder 8kV . Dann kann man sich den ganzen Aufwand sparen und einfach mit einem hochohmigen Shunt direkt den Strom messen, ohne Verstärker. Denn die 8kV sind selten so exorbitant genau.
Falk Brunner schrieb: > @ Christian V. (theorie) > >>> Der Nachteil ist, das Deiner Last 1..10V weniger Versorgungsspannung zur >>> Verfügung stehen -- > >>Die Spannungsquelle liefert bis zu 7kV oder 8kV . > > Dann kann man sich den ganzen Aufwand sparen und einfach mit einem > hochohmigen Shunt direkt den Strom messen, ohne Verstärker. Denn die 8kV > sind selten so exorbitant genau. Eben exakt diese Schlussfolgerung meint: ...Ob das stört oder ob du damit leben kannst : Musst Du anhand der restlichen Verschaltung selber entscheiden. .... > Denn wenn du Nanoampere messen willst, können dich 100pA Eingangsstrom > schon stören. OPV mit Femtoampere Offset & Femtoampere Bias gibt es schon seit mehr als 20 Jahren, somit ist das Thema lösbar.
> OPV mit Femtoampere Offset & Femtoampere Bias
Die Frage ist, bei welcher Temperatur.
Über 40 GradC wird das schon knapp.
Alles klar, Vielen dank für die Antworten. Kennt jemand gute Herteller die hochomige Prezisionswiderstände liefern? Z.B. 160M Ohm Ich habe bis jetzt nur bei Megatron welche gefunden. Aber die Besitzen eine toleranz von 0,1% bis zu 30 % je nach Herstelltechnik und +-5ppm bis +-250ppm. Kennt jemand noch andere Hersteller die auch solch hochomige Widerstände herstellen?
Ohne die Angabe der Belastbarkeit und der Spannungsfestigkeit die Du benötigst sind Deine Fragen ziemlich sinnfrei. Es ist schon ein Unterschied ob über dem Widerstand 1V oder 7kV oder bei Überschlag Deiner Quelle Impulse von xy kV etc. abfallen Ansonsten findet Google mit dem RICHTIG geschriebenen Suchwort Präzisionswiderstand. Piher, Dale, etc.
Christian V. schrieb: > Ich habe bis jetzt nur bei Megatron welche gefunden. Aber die Besitzen > eine toleranz von 0,1% bis zu 30 % je nach Herstelltechnik und +-5ppm > bis +-250ppm. > Und was benötigst DU wirklich? 160MOhm 0,01% +/- 1ppm? wegen des 16 Bit ADC? Dann wird es ein wneig schwierig
0.1% und 5ppm sind doch super, bei deinem gigantischen Widerstand ist doch sowieso das Widerstandsrauschen grösser und der Fehlstrom in den Messeingang bedeutender. Du hast NICHTS gelernt, KEINE Suche nach Parametern deiner Bauteile gemacht, NIE überlegt welche Bandbreite du benötigst. Du scheinst noch nicht mal Strom * Widerstand = Spannungsabfall berechnet zu haben, denn 160MOhm passt nicht zu uA und 10V.
Andrew Taylor schrieb: > Und was benötigst DU wirklich? > 160MOhm 0,01% +/- 1ppm? wegen des 16 Bit ADC? > > Dann wird es ein wneig schwierig Und das nicht bloss wegen des Widerstands - in den Grössenordnungen spielen schon die Eigenschaften der Leiterplatte eine wesentliche Rolle, vom OpAmp garnicht zu reden. Aber wahrscheinlich hat er sich einfach bloss verrechnet, mit den ursprüngliechen Angaben lässt sich das nicht vereinbaren. Ausserdem muss man bei einem Transimpedanzverstärker keinen so grossen Rückkopplungswiderstand verwenden - den kann man auch hochtransformieren und so z.B. 16 MOhm einbauen, wenn man tatsächlich effektiv 160 MOhm brauchen sollte. Gruss Reinhard
Danke asf asf schrieb: > Hersteller: Isabellenhütte leider Isabellenhütte leifert nur Widerstände bis zur 1 Ohm. MaWin schrieb: > Du hast NICHTS gelernt, KEINE Suche nach Parametern deiner Bauteile > gemacht, NIE überlegt welche Bandbreite du benötigst. > > Du scheinst noch nicht mal Strom * Widerstand = Spannungsabfall > berechnet zu haben, denn 160MOhm passt nicht zu uA und 10V. Lies die Beiträge genau. Da steht z.B.! MaWin schrieb: > Du hast NICHTS gelernt, KEINE Suche nach Parametern deiner Bauteile > gemacht, NIE überlegt welche Bandbreite du benötigst. Worauf ist diese Behauptung basiert?
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