Hallo Leute, ich möchte eine die Spannung eines Stromsensors (VAC 4646-X764, http://www.vacuumschmelze.de/fileadmin/Medienbiliothek_2010/Produkte/Kerne_und_Bauelemente/Anwendungen/Stromsensoren/Aktive_Ss_fuer_hoechste_Genauigkeit/4646-X764_de.pdf) verstärken. Der Stromsensor wird unipolar mit 5V versorgt und kann AC+DC Ströme erfassen. Ich möchte einen Strom von max. +-50A erfassen können. Das Ausgangssignal des Stromsensors wird mit einem Offset von 2,5V ausgegeben. D.h. ist der AC und DC-Strom 0A ist die Ausgangsspannung 2,5V. Beträgt der AC-Strom durch den Sensor 50A dann ist die Ausgangsspannung 2,5V + 0,625V, bei -50 dann entsprechend die 0,625V abziehen. Ein DC-Strom ändert die Ausgangspannung um die Offsetspannung (2,5V) auch entsprechend. Also bei 1A DC sind dass 2,5V + 12,5mV, bei -1A ensprechend 2,5V - 12,5mV. Jetzt möchte ich einen AD-Wandler benutzen den ich ebendfalls mit 5V (Ref.-Spg. ebedfalls 5V) versorge. Da der vollausschlag bei 50A allerdings nur 0,625V entspricht würde ich die diese gerne um ca. das vierfache Verstärken um den gesamten Spannunsbereich des AD-Wandler abzudecken. Gibt es eine einfache möglichkeit die Spannung zu verstärken ohne den zusätzlichen Offset der durch eine DC-Anteil hervorgerufen wird zu verlieren?
Hi, du legst einen Opamp zwischen 0 und 5V, dann ist der "Offset" bei 2.5V. Evt. sind die Sensoren von Sensitec für dich interessant, dort kann man die Verstärkung teilweise über einen externen Widerstand einstellen.
Der Sensor hat einen Vref Ein/Ausgang. Diesen Ausgang kannst du nehmen um mit einem OP als Impedanzwandler dir für deinen Verstärker ein künstliches Massepotential zu machen.
Patrick L. schrieb: > (Ref.-Spg. ebedfalls 5V) Ist eher ungewöhnlich. Wo kommen die 5V her. Wie sind die stabil, wenn deine Eingansgspannung auch nur 5V sind?
Mirco Controller schrieb: > du legst einen Opamp zwischen 0 und 5V, dann ist der "Offset" bei 2.5V. Wie meinst du dass, also einen Spannungteiler mit jeweils z.B. zwei 10k Widerständen und dann in der Mitte die 2,5V abgreifen und dann weiter? Ich will auch jedenfall verhindern, dass ich einen OPV mit z.B. +-5V versorgen muss. > Evt. sind die Sensoren von Sensitec für dich interessant, dort kann man > die Verstärkung teilweise über einen externen Widerstand einstellen. Ja die hatte ich mir auch schon angesehen (CDS4050), das mit der Verstärkung über den Widerstand einstellen schein eine elegante Lösung zu sein. Udo Schmitt schrieb: > Der Sensor hat einen Vref Ein/Ausgang. > Diesen Ausgang kannst du nehmen um mit einem OP als Impedanzwandler dir > für deinen Verstärker ein künstliches Massepotential zu machen. Wie meinst du das genau mit der virtuellen Masse (http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Betrieb_mit_einfacher_Versorgungsspannung), der OP wird ja weiterhin mit 5V versorgt oder nicht? Oder meinst du die "Differenz" zu verstärken, also zwischen Vref und Vout? Hätte ich dann nicht das Problem, dass wenn Vout < Vref der OPV eine negative Spannung ausgeben würde was eine beidseitige Versorgnung notwendig machen würde? > Ist eher ungewöhnlich. Wo kommen die 5V her. Wie sind die stabil, wenn > deine Eingansgspannung auch nur 5V sind? Das Problem ist das in den Datenblättern zwei begriffe für unterschiedliche Dinge benutzt werden. Die Referenzspannung des Stromsensors beträgt 2,5V, die ich eher als Offsetspannung bezeichnen würde. Versorgt wird der Stromsensor mit 5V. Der AD-Wandler wird ebendfalls mit 5V versorgt und die Referenzspannung beträgt auch 5V. Bei einem 12-Bit ADC enspricht das ja dann ~1,2mV pro Bit. Oder sehe ich da was falsch?
Hi, ich meinte, du legst Vss an Ground und Vdd an 5V von irgendeinem rail-to-rail Opamp. Dann kannst du um 2.5V verstärken. Im Prinzip ähnlich wie die es im Sensor auch machen.
Alles ist relativ. Wenn du 3 Potentiale hast: 0V , 2,5V und 5V. Wenn du jetzt für eine OP Schaltung die 2,5V als Masse festlegst, dann "sieht" die Schaltung -2,5V und +2,5V und kann in dem Bereich das Signal verstärken. Also einen einfachen nichtinvertierenden Verstärker, dessen "Masse" auf der Vref liegt. ggf. den Vref Ausgang des Sensors mit einem Spannungsfolger (=Impedanzwandler) entkoppeln und niederohmiger machen. Patrick L. schrieb: > Der AD-Wandler wird ebendfalls mit 5V versorgt und die Referenzspannung > beträgt auch 5V. Ist das so? Willst du die 5V der Versorgung auf den Uref Eingang des Wandlers legen? Was denkst du wie (un!)genau das wird? "Referenzspannung" ist schon vom Wort her was anderes als "Versorgungsspannung" Wandler haben meist eine eingebaute Referenz, die dann eher im Bereich von 1-4V ist (gerne auch mal als Binärwert um gerade Dezimalwerte in der Ausgabe zu haben z.B. 2,048V)
Mirco Controller schrieb: > ich meinte, du legst Vss an Ground und Vdd an 5V von irgendeinem > rail-to-rail Opamp. Dann kannst du um 2.5V verstärken. Du kennst den Unterschied zwischen einer Addition und einer Multiplikation? Und zwischen einem Verstärkungsfaktor und einem Offset?
Udo Schmitt schrieb: > Du kennst den Unterschied zwischen einer Addition und einer > Multiplikation? > Und zwischen einem Verstärkungsfaktor und einem Offset? Lasse mich gerne belehren, hatte es anders verstanden. Ist die "Masse" bei dir Vss? Wenn ja, wie kann der Ausgang des Opamps dann unter Vss fallen (z.B. 0V) wenn du ihn mit 2.5V auf Vss versorgst?
Mirco Controller schrieb: > Ist die "Masse" bei dir Vss? Masse ist irgendein Potential, auf das man Ein und Ausgangssignal bezieht. Vss ist normalerweise die negative Versorgung. Spannungen sind relativ und nein, wenn ich eine künstliche Masse für einen OP Verstärker habe, dann ist Vss in der Regel nicht gleich die Masse, sondern die Masse ist irgendwo zwischen Vdd und Vss, in unserem konkreten beispiel bei 2,5V genau so arbeitet die Innenschaltung des Sensors, und damit man keinen 2. künstlichen Offset sich erzeugen muss, führt der Sensor diesen explizit heraus, bzw. man könnte auch einen eigenen Offset dem Sensor mitgeben.
Hi, ich glaube wir meinen beide das gleiche. Du meinst wahrscheinlich V3, ich hatte mich auf V1 bezogen.
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Mirco Controller schrieb: > Du meinst wahrscheinlich V3, V3 ist bei deinem invertierenden Verstärker die 'künstliche' Masse. Ich hatte dem TO zu einem nichtinvertierenden Verstärker geraten. Aber eigentlich ist es ziemlich egal, die Invertierung an 2,5V (Nullwert) kann er auch in der Software machen. Als künstliche Masse kann er wie schon gesagt die herausgeführten 2,5V des Sensors nehmen.
Mirco Controller schrieb: > Dann kannst du um 2.5V verstärken. Im Prinzip > ähnlich wie die es im Sensor auch machen. Ja ist klar aber jetzt nehme ich ja z.B. einen NIV der ja dann auf Masse bezogen verstärkt, dann hätte sich bei 2,5V + 0,625V (50A) bei einer Verstärkung von zwei: 2 * (2,5V + 0,625V) = 6,25V ich möchte aber nur wie folgt verstärken: 2,5V + 2 * 0,625V = 3,75V Udo Schmitt schrieb: > Also einen einfachen nichtinvertierenden Verstärker, dessen "Masse" auf > der Vref liegt. > ggf. den Vref Ausgang des Sensors mit einem Spannungsfolger > (=Impedanzwandler) entkoppeln und niederohmiger machen. Ok das verstehe ich soweit. Klar mit dem Impedanzwandler entkoppeln. Aber dann muss der Impedanzwandler der Ref.-Spg ja mindestens einen Strom treiben können, den der OPV benötigt, oder? Dann müsste ich einen Differentiellen ADC benutzen, sehe ich das richtig? > Ist das so? > Willst du die 5V der Versorgung auf den Uref Eingang des Wandlers legen? Ich würde natürlich eine externe 5V-Referenz benutzen aus der ich mir dann über einen Spannungsteiler 2,5V erzeuge. Diese mittels eines OPV mit den Referenzspannungen vergleichen die die Stromsensoren liefern und diese "nachregeln".
Mirco Controller schrieb: > ich glaube wir meinen beide das gleiche. Du meinst wahrscheinlich V3, > ich hatte mich auf V1 bezogen. Ja, nachteil ist natürlich das die Schaltung das Signal invertiert, siehe Anhang.
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Udo Schmitt schrieb: > Ich hatte dem TO zu einem nichtinvertierenden Verstärker geraten. Du meinst die Schaltung so wie ich sie im Anhang gepostet habe, gell?
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Patrick L. schrieb: > Du meinst die Schaltung so wie ich sie im Anhang gepostet habe, gell? Genau, nur daß du statt der 2,5V (V3) einfach den Vref Ausgang des Sensors nimmst.
Udo Schmitt schrieb: > Genau, nur daß du statt der 2,5V (V3) einfach den Vref Ausgang des > Sensors nimmst. Jop die Referenzspannung nehme ich von den Stromsensoren. Allerdings wäre natrürlich die Lösung über den Sensitec-Sensor noch einfacher. Dieser macht bei Nennstrom (50A) einen Ausgangsstrom von 2mA, bei einem Ausgangswiderstand von 300 Ohm entspricht das 0,6V. Bei 900 Ohm entsprechend 1,8V. Dann müsste ich den Umweg über den OPV gar nicht machen. Noch eine andere Sache. Wenn ich jetzt den DC-Anteil in Software bestimmen muss sich ja das Integral über die Positive und Negative Halbwelle bestimmen. Ist der DC-Anteil null ist die Summe ebendfalls null. D.h. ich hätte eine Aussage über die Höhe des DC-Stromes bei 50Hz nach frühestens 20ms. Würde es etwas bringen wenn ich den DC-Anteil direkt messe. Also das Signal über einen Tiefpass zweiter Ordnung schicken bis der AC-Anteil weg ist und dann mit einem zusätzlichen AD-Wandler messen?