Wie stabil sind die Chinashunts

[Armin X. (werweiswas)]

Bezugnehmend auf meinen Suchebeitrag im Markt 
Beitrag "[S]Manganinstreifen o.ä. ca 1x12mm"
möchte ich die dort gestellte Frage etwas erweiter um dort keine 
Diskussion  zu führen und "Gästen"die Möglichkeit zu geben auch zu Wort 
zu kommen.

Hat jemand Erfahrungen mit den billigen Shunts die bei ibäh und/oder Ali 
angeboten werden?
Wie stabil sind die über die Temperatur bis ca 120-150°C

MfG Armin

[Philipp C. (e61_phil)]

Geht es Dir nur um den TK oder auch Langzeitstabilität?

[Armin X. (werweiswas)]

Ersteres.
Will die reinen Widerstandsstreifen anderweitig verwursten und muss sie 
eh nachkalibrieren was ich auch wiederholen kann.

Gruß Armin

[Thomas (kosmos)]

in beiden Beiträgen täte sich ein Link nicht schlecht.

[Schwäzzer (Gast)]

Was spricht denn gegen ein Datenblatt ? Uups... kein Datenblatt ? Dann 
mit dem Schlimmsten rechnen, zb 200ppm/K, oder 500ppm/K oder 0.1%/K

Waer das tragisch ? Wozu muss der Shunt so praezise sein ? Bricht die 
Welt zusammen ? Welche Praezision wuerde die Welt denn grad nicht 
zusammenbrechen lassen ?

[Dieter (Gast)]

Stabil - mechanisch oder elektrisch?
Wie wäre es mit üblichem Konstantan?

[Philipp C. (e61_phil)]

Armin X. schrieb:
> Ersteres

Warum dann nicht einfach messen? Oder ist es kein Einzelstück?

[ichbin (Gast)]

@ Philipp
Ich habe noch keinen, habe aber bor verschiedene in Akkus einzubauen.

@Dieter
Weist Du wo ich preiswert an Konstantan in diesen Abmessungen komme?

[ichbin (Gast)]

Schwäzzer schrieb:
> Dann mit dem Schlimmsten rechnen, zb 200ppm/K, oder 500ppm/K oder 0.1%/K
> Waer das tragisch ?

Wenn sich die Umgebungstemperatur von 25 auf 80° verändert und die 
strombedingte Erwärmung auch nochmal in der Größenordnung von etwa 20° 
bewegt ist das zu viel.
Eine digitale Temperaturkompensation scheidet bei meinen 
(derzeitigen)Kenntnissen leider aus.

Mfg

[Peter D. (peda)]

Armin X. schrieb:
> Wie stabil

Ausreichend stabil.

Wenn Du genauere Aussagen haben willst, nenne einfach die genauen 
Anforderungen.

Für Präzision nehme ich Shunts von Isabellenhütte oder Vishay, z.B.:
https://www.vishay.com/docs/30195/wsk1206.pdf

[Philipp C. (e61_phil)]

ichbin schrieb:
> Ich habe noch keinen, habe aber bor verschiedene in Akkus einzubauen.

Da sich die Investition wohl in Grenzen halten wird, kauf doch einfach 
mal einen und poste Ergebnisse hier.

[ichbin (Gast)]

Danke für die konkreten Fragestellungen.
Mein Problem ist dabei zum Einen der Einbauraum weswegen ich auf die 
genannten Abmessungen von etwa 12x1mm² komme.
Dann rechne ich, wie schon angesprochen mit einer Gesamterwärmung von ca 
100° (worst Case)
Bei einem TK von 200ppm könnte ich dabei mit der rechnerischen 
Gesamtabweichung von 2% leben. Thermoelektrische Effekte lasse ich dann 
dabei unbeachtet.
Der zu erwartende Strom wird nach derzeitigem Stand bei bis zu max etwa 
100A liegen und ist mit dem von mir gesuchten Manganin vertretbar 
händelbar(getestet, da ich einen kleinen Streifen aus einem alten Shunt 
entnehmen konnte)
Einen Shunt von Vishay habe ich gefunden, der ist mit 18x75mm aber viel 
zu groß und auch nach absägen der Anschlußlaschen viel zu breit.
https://www.mouser.de/datasheet/2/427/wsbs8518m4-1140432.pdf

Mit SMD-Shunts der Baugröße 3920 ( 
https://www.mouser.de/datasheet/2/219/PSJ2-1128942.pdf )habe ich mein 
Glück schon versucht. Die 0,5mOhm löten sich bei 50A mangels Kühlfläche 
nach 2min einfach aus.

Daher die Suche nach massiven Streifen und die Frage nach den billigen 
Chinashunts um zu einigermaßen bastlertauglichen Preisen etwas zu 
finden. Die o.g. Vishay-Shunts sind daher zu teuer.
Ein Manganinblech mit 100x100x1mm(das Einzige was ich bislang in der Art 
gefunden habe) zu 150€ möchte ich auch eher nicht kaufen...
Wenn sich nichts findet werde ich wohl mal so einen billigen Chinashunt 
über die Temperatur vermessen müssen.

Gruß Armin

[Jackass (Gast)]

Armin, bevor du noch selbst Legierungen anrührst, oder Widerstandsdrähte 
mit dem Nudelholz flach walzt, schau doch erstmal in deinen Postkasten. 
Vielleicht wäre das was für dich.

[Peter D. (peda)]

ichbin schrieb:
> Der zu erwartende Strom wird nach derzeitigem Stand bei bis zu max etwa
> 100A liegen

Das hätte schon im ersten Post stehen sollen.
Für derart hohe Ströme nimmt man vorzugsweise magnetische Sensoren.

https://de.farnell.com/lem/hlsr-40-sm-sp33/stromsensor-40a-spannungsausgang/dp/2664193

[Kevin K. (nemon)]

Musst du überhaupt einen bekannten Materialparameter messen? 
https://de.wikipedia.org/wiki/Manganin

[Purzel H. (hacky)]

12mm x 1^2 fuer 100A ... soll das ein Witz sein ? Um 100A anzuschliessen 
solltest du um die 6^2 mindestens haben.
Und 100 Grad Erwaermung ist auch ein Witz.

Nimm doch einfach die Zuleitung als Shunt.

[Philipp C. (e61_phil)]

Name H. schrieb:
> Nimm doch einfach die Zuleitung als Shunt.

Hast Du mal geschaut was Kupfer für einen TK hat?

[Purzel H. (hacky)]

> Hast Du mal geschaut was Kupfer für einen TK hat?

Und ? Solange man es nicht sinnlos unterdimensioniert
und aufheizt ist der egal. Bei weiger als 10A/mm^2 ist
die Erwaermung nicht wesentlich.

Und um Batterien zu messen ...

[Philipp C. (e61_phil)]

Name H. schrieb:
> Solange man es nicht sinnlos unterdimensioniert
> und aufheizt

Je größer Du es dimensionierst, desto kleiner wird aber auch die 
Spannung, die Du messen musst. (Es sei denn Du machst es ewig lang und 
bietest dabei gute Konvektion)

[Harald W. (wilhelms)]

Philipp C. schrieb:
> Name H. schrieb:
>> Nimm doch einfach die Zuleitung als Shunt.
>
> Hast Du mal geschaut was Kupfer für einen TK hat?

Bei ELV gabs mal eine Bauanleitung für ein KFZ-
Amperemeter, welches das Massekabel des Akkus
als Shunt verwendet hat. Dabei wurde die Tempe-
ratur des Massekabels gemessen und der TK des
Kupfers rausgerechnet.

[Philipp C. (e61_phil)]

Harald W. schrieb:
> Dabei wurde die Tempe-
> ratur des Massekabels gemessen und der TK des
> Kupfers rausgerechnet.

Hier auch eine schöne Idee:
https://www.edn.com/design/automotive/4458898/Use-copper-to-temperature-compensate-high-current-measurements

[Armin X. (werweiswas)]

In den Anhängen ein Beispiel der Anwendung.
Die beiden ersten Akkus sind für Ströme deutlich jenseits 50A zugelassen 
und können kurzzeitig über 100A abgeben. Neue, noch leistungsfähigere 
sind bereits in der Pipeline. Der Einbauraum erstreckt sich hier auf das 
Ersetzen der Sicherung was mit den angedachten Streifen sehr gut machbar 
ist.
Bei anderen Akkuherstellern ist der Platz noch geringer so dass ich mehr 
tricksen muss. Der kleine 0,5mOhm Widerstand ist der, der sich bei 50A 
ausgelötet hat. Ich habe leider keine Möglichkeit so kleine Dinge 
hartzulöten oder zu schweißen.
Das Messen des Spannungsabfall über einer Sicherung habe ich aufgegeben 
da deren TK meist unkalkulierbar groß ist.

MfG

[Kerstin (Gast)]

Philipp C. schrieb:
> Hier auch eine schöne Idee:
> 
https://www.edn.com/design/automotive/4458898/Use-copper-to-temperature-compensate-high-current-measurements

Kann mir das jemand genauer erklären?

[Armin X. (werweiswas)]

Ich versuche es mal.
Bitte nicht hauen wenn ichnwas dalsches von mir gebe. Nur berichtigen.

Es wird angenommen, dass Kupfer einen TK von 0,39%/1°C aufweist.
Wenn man nun also den Spannungsabfall an einem Teil der mit dem zu 
messenden Strom misst bekommt man für diesen Teil einen Messert zurück 
der um den TK sich verändert.
Das ist die klassische Methode bei Verwendung eines Shunt.
Jetzt aber nehme ich einen dünnen Kupferdraht und lege diesen parllel zu 
der belasteten leitung und kopple sie thermisch dann macht sich der TK 
auch hier bemerkbar. Nur, dass er umgekehrt wirkt wie in der belasteten 
Leitung so dass sich die TK-Effekte am Ende aufheben und nur noch der 
reine, durch Stromänderung entstehende Spannungsabfall zur Verstärkung 
ansteht.
Diesen Spannungsabfall versucht der OP auszugleichen indem er durch den 
der belasteten Leitung parallel liegenden Leitung ebenso einen Strom 
fließen lässt der den selben Spannungsabfall zur Folge hat.
Der Strom wird bestimmt durch das Verhältnis der beiden Querschnitte 
zueinander. Hier ist es 1050.
Jetzt kann man über dem kleinen "Shunt" RLoad den Spannungsabfall messen 
und entweder digital oder durch geschicktes anpassen von RLoad eine zum 
Strom normierte Spannung messen. Der TK jedenfall wird durch die 
gleichen Leitungstemperaturen aufgehoben.

LG

[Harald W. (wilhelms)]

Armin X. schrieb:

> Der TK jedenfall wird durch die
> gleichen Leitungstemperaturen aufgehoben.

Aufgehoben vermutlich nicht; es gibt immer Restfehler. Bis auf
wenige Ausnahmen ist es einfacher, Matrial mit geringem TK zu
verwenden, welches ja schliesslich handelüblich ist.

[Sebbl M. (sbm)]

wie stabil sind deine Litzen? :)
Das hat Metabo so sicher nicht vorgesehen.

[Armin X. (werweiswas)]

Wenn ab dann Neu!
Das muss keinen Produktionsalltag überstehen.

LG

[Harald W. (wilhelms)]

Sebbl M. schrieb:

> quetschi.jpg
> wie stabil sind deine Litzen? :)
> Das hat Metabo so sicher nicht vorgesehen.

Ultraschallschweissen?
Warum nicht.

[Armin X. (werweiswas)]

Harald W. schrieb:
> Ultraschallschweissen?
> Warum nicht.

Hast Du ein geeignetes Gerät zuhause stehen?
Ich nicht.  ;-)
Ich wüsste auch nicht wo hier in der Gegend eines wäre, das ich mal 
benutzen kann und darf.

MfG

[Jackass (Gast)]

Armin X. schrieb:
> Der kleine 0,5mOhm Widerstand ist der, der sich bei 50A
> ausgelötet hat.

Der 0,5mR wird sich nicht (nur) durch seine Eigenerwärmung ausgelötet 
haben, sondern durch die Lötverbindungen und die Zuleitungen. Gerade die 
Anschlüsse von Akkus sind gern mal nicht aus Kupfer, sondern aus Zink 
oder ähnlichem Kram.

Ganz allgemein kannst du über die Leitungen in Bild 3 keine 50A leiten, 
zumindest nicht im eingebauten Zustand. Das kann sogar für die 
Anschlüsse der Sicherung gelten, selbst wenn diese für 50A ausgelegt 
ist. Irgendwo im DB steht dann kleinlaut, daß sie auf entsprechend 
ableitfähige PCBs gelötet werden muss...

Meine größte Sorge gilt aber den Lötungen. Ist sicher verbleites Lot? 
Wenn du damit auch nur geringe Abstände zwischen den eigentlich 
leitenden Flächen auffüllst, bekommst du vergleichsweise riesige 
Widerstände.

Auch bei den Akkus mit dem "geringen" Platzangebot kann man mit etwas 
Mehraufwand sicher viel besser die vorhandene Breite nutzen. Sprich, 2x 
passend zurechtgeschnittenes Kupfer-Flachmaterial, und irgendwo 
dazwischen sauber verlötet der eigentliche Widerstand.

[Armin X. (werweiswas)]

Weiter gehts.
Ich habe nun so einen mit 75mV@50A beworbenen Shunt hier.
Der verhält sich zwar nicht wie Manganin, aber nur Eisen ist das auch 
nicht. Mit einem einfachen Test bei dem ich dem Shunt einen PT100 zum 
Messen der Temperatur aufgeklebt und zum Beheizen einen 50W Widerstand 
untergeschnallt hatte konnte ich eine Abweichung von ca 1% bei einer 
Erwärmung von 30°C auf 100°C ermitteln. Darin sind wahrscheinlich auch 
thermoelektrische Effekte zu berücksichtigen obwohl ich versucht habe 
beiderseits an den Messanschlüssen gleiche Werkstoffe zu verwenden.
Die Auflösung hört sich etwas optimistisch an...
Ich habe einen alten Linseis Schreiber dessen Messverstärker ich meiner 
AD-Karte vorgeschaltet habe. Der kleinste Messbereich des Linseis 
verstärkt 0,5mV zu 10V. Das ist intern über 2 hintereinander geschaltete 
Chopper OpAmps realisiert. Der erste macht nur eine Verstärkung von 20. 
Der Zweite den Rest.
Bei der Messung geht es ja auch nicht um die absolute Genauigkeit 
sondern um den Drift über die Temperaturänderung.
Der Strom wurde von einem Gossen Konstanter geliefert und mittels einem 
Kl 0.05 Shunt gemessen(ebenfalls über einen Kanal des Schreibers 
verstärkt)
Ich vermute, dass beim schnellen Erwärmen zunächst Seebeckvzuschlägt und 
dann über die Zeit, wenn alles gleichermaßen erwärmt ist, nur noch die 
reine Widerstandsänderung vorhanden ist.
Man Sieht bei ca 19min einen kleinen Knick in der Temperaturkurve. Da 
habe ich zuerst die Heizung deaktiviert das Ganze nochmals besser in 
Schaumfolie eingepackt und wieder weitetgeheizt.
Anschließend habe ich das so eingepackt abkühlen lassen und nochmal kurz 
angeheizt(der zweite Höcker am Ende)

Jackass schrieb:
> Armin X. schrieb:
>> Der kleine 0,5mOhm Widerstand ist der, der sich bei 50A
>> ausgelötet hat.
>
> Der 0,5mR wird sich nicht (nur) durch seine Eigenerwärmung ausgelötet
> haben, sondern durch die Lötverbindungen und die Zuleitungen. Gerade die
> Anschlüsse von Akkus sind gern mal nicht aus Kupfer, sondern aus Zink
> oder ähnlichem Kram.
>
Der silberne Leiter ist eine vernickelte Legierung die der 
Akkuhersteller so original verbaut. Ich habe da lediglich ein Stück 
Kuferstreifen durch einen Messwiderstand ersetzt. Zuvor hatte ich 
versucht den Strom über den Spannungsabfall an der Sicherung zu 
bestimmen. Da lief der Messwert bei Belastung dann um über 20% weg...


> Ganz allgemein kannst du über die Leitungen in Bild 3 keine 50A leiten,
> zumindest nicht im eingebauten Zustand. Das kann sogar für die
> Anschlüsse der Sicherung gelten, selbst wenn diese für 50A ausgelegt
> ist. Irgendwo im DB steht dann kleinlaut, daß sie auf entsprechend
> ableitfähige PCBs gelötet werden muss...
>
Die genannten 50A kann der Akku dauerhaft liefern. Die Zellen sind dafür 
spezifiziert!

> Meine größte Sorge gilt aber den Lötungen. Ist sicher verbleites Lot?
> Wenn du damit auch nur geringe Abstände zwischen den eigentlich
> leitenden Flächen auffüllst, bekommst du vergleichsweise riesige
> Widerstände.
>
Ja, das ist verbleites Lot. Mit Hartlöten und Silberlot ist da leider 
nichts zu machen. Wäre bleifreies Lot evtl besser geeignet?

> Auch bei den Akkus mit dem "geringen" Platzangebot kann man mit etwas
> Mehraufwand sicher viel besser die vorhandene Breite nutzen. Sprich, 2x
> passend zurechtgeschnittenes Kupfer-Flachmaterial, und irgendwo
> dazwischen sauber verlötet der eigentliche Widerstand.

Platz ist da leider keiner daneben. Dort befindet sich schon wieder die 
Betätigung für die Akkuverriegelung.
An neueren Modellen, welche aber noch leistungsfähiger sind, wäre wieder 
etwas mehr Platz.

Armin

[Philipp C (Gast)]

Hallo,

klasse, dass Du hier tatsächlich Ergebnisse präsentierst. Vielen Dank!

Den Seebeckeffekt könntest Du durch umpolen des Stroms unterdrücken.

Viele Grüße
Philipp