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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gleichstrommessung


Autor: Kai Scheddin (zeusosc)
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Hi,
wie der titel schon sagt möcht ich gleichstrom messen,
der abgriff von Spannung über einen wiederstand kommt wegen des 
potentialgefälles nicht in frage,...
Ich habe überlegt einen übertrager (DC/DC) zu nutzen,..da dieser ja eine 
ziemlich hohe güte hat,..
der trickgedanke besteht darin den induzierten strom über einen 
wiederstand kurzzuschließen,.. und dann über diesen die spannung 
abzugreifen,..
(nachher kann ich noch ne skizze uploaden falls gewünscht).,..


es handelt sich um ströme im µA->mA bereich,...

hat das jemand in dieser kleinform schon gemacht?
grüüße

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Wenn Du das schaffst, ist ein Nobelpreis fällig, weil Du die Physik neu 
erfunden hast. Bis dahin gelten aber erst mal noch die Maxwellschen 
Gleichungen...

Autor: Gast123 (Gast)
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Ich glaube Kai meint einen von diesen kleinen 
DC-DC-Wandlern/Schaltreglern. Die können naürlich Gleichspannungen 
umsetzen, für DIESE Verwendung hier sind sie aber völlig ungeeignet.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Gast123 wrote:
> Ich glaube Kai meint einen von diesen kleinen
> DC-DC-Wandlern/Schaltreglern. Die können naürlich Gleichspannungen
> umsetzen, für DIESE Verwendung hier sind sie aber völlig ungeeignet.
Also seine Beschreibung ("induzierten Strom kurzschließen") deutet für 
mich eher darauf hin, dass er einen induktiven Stromwandler benutzen 
will (*)...

Wenn es aber tatsächlich ein DC/DC-Converter sein soll: Nein, auch das 
kann nicht funktionieren. Die brauchen am Eingang eine Spannung, und 
ohne Shunt ist da keine Spannung!

(*) Was dann funktionieren kann, wenn man den magnetischen Kreis 
unterbricht und dort z.B. einen Hallsensor installiert, so wie das die 
handelsüblichen Gleichstromwandler machen, z.B. von LEM...

Autor: 6632 (Gast)
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Auf welchem Potential soll die Strommessung denn statfinden ?

Autor: Bensch (Gast)
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> Wenn Du das schaffst, ist ein Nobelpreis fällig, weil Du die Physik neu
erfunden hast. Bis dahin gelten aber erst mal noch die Maxwellschen
Gleichungen...

Jeder fängt mal klein an...
Für's erste sollte er erstmal Gross- und Kleinschreibung üben und vor 
allem das Wort "Widerstand"- am besten hundertmal schreiben.

Autor: Kai Scheddin (zeusosc)
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@Bensch:
nö,.. das dürfte nicht stimmen,.. homegene B felder induzieren 
kreisströme,.. siehe mal im NOLTING->theoretische Physik -elektrodynamik 
nach,..

die Spannungsumsetzung erfolgt dann über den
>Widerstand
Als Übertrager hätt ich gerade den HALO TG42 da,..
,...
die grundidee kommt aus dem BAND 3, Professionelle Schaltungstechnik, 
Verlag Franzis

gruß

Autor: Brummel (Gast)
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Hier ist die Lösung

http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbers/0712/

Innenwiderstand nur 1,2mOhm.

Autor: Brummel (Gast)
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Sehe gerade, funktioniert nicht mit so kleinen Strömen.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ein Transimpedanzverstärker dürfte hier eine mögliche Lösung sein:
In den Strompfad einen OP legen. Spannungseingang an den 
nichtinvertierenden Pin, Ausgang an den invertierenden. Vom Ausgang des 
OPs zum nichtinvertierenden Pin einen Widerstand. Der OP liefert jetzt 
U=-R*I. Der Spannungsabfall ist dabei Null. Nachteil ist, dass der OP 
jetzt den eigentlichen Ausgangsstrom liefert, und dieser auf den 
Arbeitsbereich des OPs beschränkt ist.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Hmmm, vielleicht solltest Du Dir, bevor Du irgendwelche Wälzer über 
theoretische Physik liest, erstmal mit den Grundprinzipien der 
Elektrodynamik anfangen. Und induziert wird nur da was, wo es ein sich 
zeitlich änderndes Magnetfeld (bzw. eine sich zeitlich ändernde 
Flussdichte) gibt (Induktionsgesetz).

Autor: DuDöddelDie (Gast)
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>  ...kommt wegen des potentialgefälles nicht in frage,...

Du bist dir sicher, dass keine 200mV 'übrig' hast? - Das kann nicht 
sein!

Autor: mandrake (Gast)
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Man kann den Strom wie oben schon zum Teil erwähnt auch über das 
erzeugte Magnetfeld messen.
Man nehme zum Beispiel einen geeigneten Ringkern aus einem 
hochpermeablen Material und führe einen Draht durch ihn hindurch (Man 
kann auch Windungen wickeln, muss man aber später bei der Rückrechnung 
auf den Strom berücksichtigen). Der Draht wird später den zu messenden 
Strom führen.
Wenn man den Ringkern an einer Stelle auftrennt und einen Hallsensor 
oder einen GMR-Effekt-Widerstand einfügt, kann z.B über die Hallspannung 
auf die Magnetfeldstärke zurückgeschlossen werden. Mit ein wenig rechnen 
kommt man dann auf den Strom, der das Feld erzeugt.

Vielleicht wäre das eine Idee für dich. Im übrigen gibt es glaube ich 
auch einige Hersteller, die genau solche Sensoren fertigen.

Autor: Kai Scheddin (zeusosc)
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@ Johannes M.:
Du redest ja auch von dem (Potential-) induktionsgesetz,. ich vom Feld 
einer kreisförmigen Leiterschleife,
d.h. es wird ein Ladungstransport induziert,..


hmmm,. n hall sensor habe ich doa,.. schaue ich mir mal an,..
danke

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Kai Scheddin wrote:
> @ Johannes M.:
> Du redest ja auch von dem (Potential-) induktionsgesetz,. ich vom Feld
> einer kreisförmigen Leiterschleife,
>
> d.h. es wird ein Ladungstransport induziert,..
Nö. Das, was Du da zu schreiben versucht hast, ist nichts anderes als 
die erste Maxwellsche Hauptgleichung (Durchflutungsgesetz) für den 
Sonderfall "stationäres H-Feld" bzw. im Umkehrschluss "stationärer 
Strom". Erstmal dividierst Du die Gleichung besser mal durch µ. Das gibt 
nämlich vereinfacht
...was bedeutet, dass das Umlaufintegral über die magnetische Feldstärke 
gleich der Summe der durch die durch die umschlossene Fläche tretenden 
Ströme ist. Wie Du daraus irgendeine Induktion von irgendwelchen Strömen 
ableitest, ist mir schleierhaft. Für die Induktion brauchste die zweite 
Maxwellsche Hauptgleichung (Induktionsgesetz)
Denn erst dann, wenn das Feld bzw. die durch das Feld verursachte 
Flussdichte sich in Bezug auf den betrachteten Leiter ändert, kann es 
eine Induktion geben. Wäre das nicht der Fall, könnte man mit Deinen 
Annahmen auch Gleichstrom induktiv transformieren, und dass das nicht 
geht, weiß man eigentlich...

Es kann natürlich auch sein, dass Du irgendwas ganz anderes meinst und 
wir die ganze Zeit herrlich aneinander vorbeireden, aber ich vermute 
stark, Du hast da im Übereifer irgendwas falsch verstanden. Und solange 
Du die "Grundidee" aus der "professionellen Schaltungstechnik" nicht 
genauer erläuterst bzw. eine Skizze o.ä. präsentierst, kann man dazu 
auch nix anderes sagen. Ich könnte zwar vermutlich den besagten Band 3 
auftreiben und nachsehen, aber leider habe ich da keine Zeit für...

Gute Nacht...

Autor: HildeK (Gast)
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Ich lasse mal Maxwell weg und ohne mir über das Prinzip Gedanken gemacht 
zu haben: Ich habe letzte Woche Gleichströme mit einer Strommeßzange als 
Vorsatz zu einem Skope gemessen - berührungslos.
Diese Teile gibt zusammen mit einem passenden Verstärker es als Zubehör 
von z.B. Tek.
Oder auch als eigenständige Geräte, z.B. hier ist eines, das AC und DC 
messen kann:
http://www.warensortiment.de/technische-daten/stro...

Ob es die auch für kleinste Ströme im µA-Bereich gibt, soll der OP 
selber suchen ....

Prizipiell geht das, was Kai Scheddin tun will, nur nicht so, wie er es 
beschreibt.

Autor: 6632 (Gast)
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Eigentlich ist das DC-Stromzangen Prinzip auch fuer kleine Stroeme 
denkbar. Man hat einen geschlossenen magnetischen Kreis und laesst einen 
Strom durch. Eine Hallsonde misst das Feld und eine Hilfswicklung 
kompensiert das Feld. Was braucht's ? Eine Hallsonde, die ein 
vernuenftiges Signal bringt. Bei Mikroampere muss man allenfalls etwas 
nachhelfen und mehr als eine Windung des Signaldrahtes um den Ferrit 
haben. Ja, das koennte gehen. Tausend Windungen fuer das Signal, eine 
fuer die Kompensation.

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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HildeK wrote:
> Ich lasse mal Maxwell weg und ohne mir über das Prinzip Gedanken gemacht
> zu haben: Ich habe letzte Woche Gleichströme mit einer Strommeßzange als
> Vorsatz zu einem Skope gemessen - berührungslos.
Richtig. DC-Stromzangen funktionieren eigentlich alle nach dem in meinem 
Posting von gestern, 13:00, genannten Prinzip. Die messen nicht die 
induzierten Ströme, sondern direkt die Feldstärke im magnetischen Kreis.

> Diese Teile gibt zusammen mit einem passenden Verstärker es als Zubehör
> von z.B. Tek.
> Oder auch als eigenständige Geräte, z.B. hier ist eines, das AC und DC
> messen kann:
> http://www.warensortiment.de/technische-daten/stro...
>
> Ob es die auch für kleinste Ströme im µA-Bereich gibt, soll der OP
> selber suchen ....
Geben tut es die. Nur sind die Dinger sauteuer. Ich benutze bisweilen 
die Oszi-Stromzangen von Tektronix inkl. Verstärker, die afair deutlich 
jenseits von 6000€ in der Anschaffung liegen. Die können dann aber auch 
ziemlich kleine Ströme messen.

> Prizipiell geht das, was Kai Scheddin tun will, nur nicht so, wie er es
> beschreibt.
Nun, er hat ja noch gar nicht präzise beschrieben, was er eigentlich 
genau machen will. Aber auf jeden Fall ist die Messung der Feldstärke 
der einzige sinnvolle Weg zur "Erleuchtung"...

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