Strommessung mit Stromsensor

[Christof K. (ckris)]

Hallo,

die obige Schaltung benutze ich zur Strommessung.
Hinter den Stromsensor habe ich einen Impedanzwandler gesetzt, der mir 
jetzt Probleme macht.

Wenn der Stromsensor 0A misst, liegen an seinem Ausgang 0V an. Am 
Ausgang des Impedanzwandlers liegen dann aber 40mV an.

Erst ab einem Strom von 2A (Spannung 80mV) stimmt die Ausgangsspannung 
des Impedanzwandlers mit der Ausgangsspannung des Sensors überein.

Meine Idee ist, einen Offset von zB 100mV auf die Ausgangsspannung des 
Stromsensors zu setzten. Leider habe ich keine Vorstellung, wie dies zu 
realisieren wäre.

Weiß jemand Abhilfe?

Gruß
Christof


Der Stromsensor ist ein ACS758LCB-100U-PFF-T.

[Falk B. (falk)]

Kann dein OPV Rail to Rail am Eingang und Ausgang? Und selbst wenn er 
das kann, ist das zumindest am Ausgang immer so eine Sache, wenn man auf 
das letzte mV ran will.

[Route_66 H. (route_66)]

Christof K. schrieb:
> Am
> Ausgang des Impedanzwandlers liegen dann aber 40mV an.

Schon mal den "output voltage swing" Deines OPVs betrachtet?

[Christof K. (ckris)]

Hallo Falk,

Falk B. schrieb:
> Kann dein OPV Rail to Rail am Eingang und Ausgang? Und selbst wenn er
Ich werde den OPA2835 nutzen. Der kann Rail-to-Rail am Ausgang und am 
Eingang heißt es Negative Rail In (Besser als Rail-to-Rail um 0V 
herum...oder?).

> das kann, ist das zumindest am Ausgang immer so eine Sache, wenn man auf
> das letzte mV ran will.
Genau hier liegt wahrscheinlich der Hund begraben. Deshalb dachte ich, 
ein Offset am Eingang könnte das Problem lösen. Nur wie das gehen 
sollte, weiß ich leider nicht.

[Bernhard S. (dl9rdw)]

Hallo Christof,

Offset hilft Dir ja nix, da der dann immer da ist, auch wenn die 
Eingangsspannung höher wird.

Grüße

Bernhard

[Christof K. (ckris)]

Hallo Bernhard,

die Idee ist, wenn ich auf die Eingangsspannung einen Offset von zB 
100mV setze, sind Eingangs- und Ausgangsspannung linear zueinander. Die 
100mV wären dann für den ADC 0A. Oder verstehe ich Dich falsch?

[WehOhWeh (Gast)]

Einen Offset bekommt man da recht leicht hinein:
Einen Widerstand von der Referenzspannung des ADC auf den Punkt, wo R3 
und R4 zusammenhängen.
Dadurch ändert sich auch die Auflösung, aber das kann man leicht 
berücksichtigen (z.B. R3 anpassen).

Ich würde mir das so auslegen, dass es bei 0mA z.B. 400mV liefert, dann 
kann der OPV auch den ADC gescheit treiben.

Noch ein kleiner Hinweis:
Auch dein Stromsensor (Annahme: sowas wie INA138) hat einen Offset, d.h. 
der alleine liefert bei kleinen Strömen schon einen merklichen Fehler.
Bei sehr kleinen Differenzeingangsspannungen (z.B. 5mV am Shunt) hat 
z.B. ein INA138 schon >10% Abweichung.
Das dürfte die Hauptfehlerquelle bei kleinen Strömen sein.

[kronta (Gast)]

Christof K. schrieb:

> Wenn der Stromsensor 0A misst, liegen an seinem Ausgang 0V an. Am
> Ausgang des Impedanzwandlers liegen dann aber 40mV an.

Irgendwie zweifle ich deine Messung an. Lt. Datenblatt liegt bei den 
unidirektionalen Typen die Ausgangsspannung für 0A bei:

"Quiescent output voltage (VIOUT(Q)). For unidirectional devices, it 
nominally remains at 0.12 × VCC"

Sind also 360mV bei Vcc=3V. Hinzu kommen noch temperatur- und 
magnetfeldabhängige Fehler wie z.B. die Electrical offset voltage (VOE).

Ich würde mir daher eher eine softwarebasierende Ein- oder 
Zweipunktkalibrierung überlegen.

[Christof K. (ckris)]

kronta schrieb:
> Christof K. schrieb:
>
>> Wenn der Stromsensor 0A misst, liegen an seinem Ausgang 0V an. Am
>> Ausgang des Impedanzwandlers liegen dann aber 40mV an.
>
> Irgendwie zweifle ich deine Messung an. Lt. Datenblatt liegt bei den
> unidirektionalen Typen die Ausgangsspannung für 0A bei:
>
> "Quiescent output voltage (VIOUT(Q)). For unidirectional devices, it
> nominally remains at 0.12 × VCC"
Danke für den Hinweis. Bin gerade auch über eine ähnliche Angabe im 
Datenblatt gestolpert. Hier sind für Vcc=5V 0,6V Quiescent output 
voltage angegeben.

> Sind also 360mV bei Vcc=3V. Hinzu kommen noch temperatur- und
> magnetfeldabhängige Fehler wie z.B. die Electrical offset voltage (VOE).
Die Versorgungsspannung für die unidirektionalen Varianten ist ohnehin 
min 5V.

>
> Ich würde mir daher eher eine softwarebasierende Ein- oder
> Zweipunktkalibrierung überlegen.

Jup! Danke nochmals :)