mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Strommessschaltung


Autor: Florian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
wollte mal fragen ob irgendjemand eine einfache Strommessschaltung mit
Bereichsumschaltung kennt. Die Bereichsumschaltung würde ich gerne mit
verschiedenen Shunts realisiren welche mit CMOS Multiplexer oder Relais
über zusätzliche Steuerleitungen geschaltet werden können.

Bin aber auch für alle Vorschläge in andere Richtungen offen.

Vielen Dank schon mal.
Gruß Flo

Autor: Geri (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Flo

Damit man dir helfen kann, solltest du zuerst einmal mitteilen, welche
Ströme Gleich- und oder Wechselströme, in welchem Bereich, wie schnell
und in welcher Genauigkeit du sie messen möchstest. Sollte die Messung
Potenzialfrei sein, Platzanforderungen, .....

Freundliche Grüsse

Geri

Autor: Rahul (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
1 Shunt dahinter ein Multiplexer (Relaise), der entweder die Spannung
auf OPV mit unterschiedlichen Verstärkung gibt (bz. hinter den OPVen
sitzt, oder die Verstärkung eines OPV steuert.
Mit CMOS-Multiplexern sollte man nicht unbedingt Ströme umschalten...
Die Umschaltung könnte dann automatisch durch Komparatoren oder einen
Controller mit AD-Wandler geschehen. Der Controller mit AD-Wandler
könnte dann auch problemlos die "Stromspannung" (=Spannung, die über
dem Shunt durch den fliessenden Strom abfällt) messen, umrechnen und
ausgeben.

Autor: Florian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
also Ich möchte Gleichströmemessen, die Spannung kann dabei bis 35V
gegen Erde gehen. Am Shunt selber sollen ca 50mV abfallen. Als Werte
habe ich 100R(0-500µA), 10R(0-5mA), 0R1(0-500mA) und 0R01(0-5A).
Messzeit darf ruhig hoch sein dafür sollte die Genauigkeit möglichst
hoch sein(ca.0,5%). Zur Platzanforderung wäre zusagen so klein und
einfach wie möglich.
hoff Ihr könnt damit was anfangen.

Gruß Flo

Autor: Geri (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Flo

Nicht trivial!

Darf die Bereichsumschaltung manuell mit Hilfe eines mechanischen
Schalters erfolgen?
Muss sichergestellt werden, dass das Gerät bei falscher Bereichswahl
nicht abbrennt, falls ja wie sollte der Sicherungsmechanismus arbeiten
- reicht z.B. eine Schmelzsicherung aus?

Beste Grüsse

Geri

Autor: Florian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Leider nicht, ich sollte die bereichsumschaltung mittels software
schalten können. Ich denke eine Schmelzsicherung würde gehen, ist auch
so schon nicht einfach.

Autor: Florian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Gibt es nicht irgendwo schaltpläne zu diesem Thema, ich denke so eine
Strommessung wird doch öfters gebraucht,oder?

Autor: Geri (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Flo

Alleine so eine Überstromsicherung benötigt einiges an Platz (siehe
Bsp. Fluke-Messgeräte). Preis liegt bei etwa 7 Euro.

Für mich liest sich das schon wie ein recht genauses und flexiles
Messgerät. Für diesen Messbereich und die erforderliche Genauigkeit
kommt man s.w. nicht mit einer einfachen Schaltung und einfachem Layout
aus.

Freundliche Grüsse, bin aber auch auf Lösungen hierzu gespannt

Geri

Autor: Uwe Bonnes (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie waere es mit einem Isabellenhuetten 0.1% Shunt (Buerklin)  und einem
Sigma Delta ADC (z.B. LTC24xx) ohne Bereichsumschaltung? Bei 50 mV
Shuntspannung und besser 1 uV Aufloesung (LTC2440) hast Du dann
groesser 1:50000 Aufloesung.

Autor: Florian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
wenn ich also denn Shunt für 5A wähle, habe ich eine auflösung von 5
mA/bit sehe ich das richtig? Das wäre mir aber etwas zu ungenau. Ich
glaub ich muss da jetzt auch nochmal in Ruhe darüber nachdenken und
meld mich wieder wenn ich was habe.

Vielen Dank erstmal
Gruß Flo

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Oder einen PGA...  (programmable gain amplifier) von Burr-Brown
vorschalten, digital wählbare Verstärkungen 1 - 10 - 100 -1000 oder so
ähnlich. Die Verstärkungen sind ab Werk abgeglichen, und vermutlich
genauer als selbstgemacht.

Autor: Arno H. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
wie wäre es mit dem hier:
ab 1mA Auflösung mit 16Bit (1500A max) und fertig aufgebaut.
http://www.isabellenhuette.de/indexe3.htm
Arno

Autor: Florian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Guten Morgen,
gibt es denn irgend einen Multiplexer den man mit 5V bzw. 0V steuern
kann und dabei 36V schalten kann, welcher aber auch praktisch keinen
Widerstand hat.
Gruß Flo

Autor: Florian (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
er sollte zusätzlich nur eine Versorgung von 5V haben oder höchstens
+/-15V =>30V

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kein Problem, das Teil heißt Relais.

Autor: thomas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich entwickle derzeit auch sowas in der Art, Amperemeter mit
Messbereich von 1µA bis 100mA, dass allerdings bei etwa 10kSps
funktionieren soll. Also die Idee mit nur einem Shunt und dahinter
Verstärker mit unterschielichen Verstärkungen halte ich bei deinem
Riesen Messbereich (6 Dekaden) für Unsinn. Und 1µV Auflösung zu
erreichen ist schon sehr unrealistisch, denn auf den Leiterbahnen zum
Verstärker fließen Ströme im nA Bereich und da fängt man sich schnell
jede Menge Mist ein, ich würd eher sagen eine Auflösung im mV Bereich
ist machbar. (Das schaffen auch grad mal teure 16Bit Messkarten von
National Instruments). Also die 4 Messbereich sollten schon so passen.

Am besten ist es für jeden Messbereich einen eigenen Shunt zu nehmen
und dahinter einen Verstärker, oder wenn nicht massebezogen einen
Instrumentationsverstäker mit konstanter Verstärkung, danach Tiefpass,
dann ADC zu schalten.
Für die Umschaltung der einzelnen Bereiche gibt es im Prinzip zwei
verschiedene Varianten alle Shunts in Serie und immer die gewünschte
Spanng abgreifen.
Vorteil: über den MUX fließt kein Strom, man kann also integrierte
Halbleiterschalter nehmen. Allerdings wird es notwendig sein die Shunts
teilweise mit (Reed)Relais, (bei 5A auch größere Relais) zu
überbrücken.
Die andere Methode ist etwas eleganter, da man mit weniger Relais
auskommt, für 3 Messbereiche zB:

o--------
         |
     ------------
     |     |     |
  S1 \  S2 \  S3 \
     |     |     |      -------
     #------------------|      |
     |     #------------| MUX  |-------o
     |     |     #------|      |
     -     -     -      -------
 R1 | | R2| | R3| |
    | |   | |   | |
     -     -     -
     |     |     |
o--------------------------------------o

Wenn man Relais die zwei getrennte Schalter beinhalten nimmt, kommt man
auch mit nur 3 Relais und ohne MUX aus. Denn der MUX kann durch seinen
Leckstrom im µA Messbereich schon problematisch werden.

Wenn das ganze etwas schneller sein soll, wird das Layout nicht gerade
einfach, vor allem bei den Leitungen von den Shunts zum Verstärker muss
man sehr aufpassen.

Autor: Uwe Bonnes (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Florian:
5A  und 1:50000 gibt 100uA. Der Sigma Delta Wandler gibt Dir noch mehr
Bits, insbesonders wenn Du mit einer niedrigen Referenzspannung
arbeitest. Wie genau es dann tatsaechlich wird(Offset, Offsetdrift,
Rauschen, relative Genauigkeit, absolute Genauigkeit, ...), ist eine
andere, recht komplexe Betrachtung.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.