Stroom meten

Een meetweerstand is technisch verreweg de eenvoudige oplossing, maar je kunt natuurlijk ook complete sensoren inkopen om het gemakkelijker te maken.

Een hall sensor kan inderdaad ook een optie zijn; je kunt met een hall sensor de fluxdichtheid in een kern meten waar je de stroomvoerende geleider een of meerdere keren doorheen haalt (open-loop), of je kunt een tweede wikkeling op de kern leggen, en de stroom door die tweede wikkeling regelen om de flux op 0 te krijgen (closed-loop). Uiteraard zijn beide type sensoren kant en klaar te koop.

Een ander alternatief is een fluxgate; hierbij wordt een kern steeds wisselend verzadigd, waarbij in beide richtingen de mate van verzadiging wordt gemeten. Door een extern magnetisch veld dat opgeteld wordt bij het kunstmatig aangebrachte veld, zal dit asymmetrisch worden. Verbazend genoeg kunnen hier extreem kleine velden mee gemeten worden, en daardoor een zeer kleine stromen.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Lambiek

Special Member

Allegro heeft mooie sensoren voor deze toepassing.
http://nl.rs-online.com/web/p/hall-effect-sensor-ics/6807557/
Voor jou toepassing kan je een lagere stroom kiezen.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

Op 10 augustus 2013 12:29:57 schreef Sonytech:
Een shuntweerstand gebruik je alleen om het bereik van een bestaande stroommeter te vergroten.

Dat is weer een definitiekwestie. Daar moet je je niet over opwinden. Andere mensen kunnen andere definities gebruiken.

Een shunt laat stroom LANGS iets anders lopen volgens de letterlijke interpretatie van het woord. In het onderhavige geval loopt de stroom LANGS de opamp.

Anderzijds, in een iets minder letterlijke interpretatie is het woord SHUNT weerstand ook gaan slaan op: "kleine meetweerstand om een te meten stroom in spanning om te zetten". Je kan ook zeggen dat het woord in die betekenis hier gebruikt wordt.

Waar je bij wat hogere stromen snel tegenaan loopt is dat je het vermogen in de shunt in de gaten moet houden. In het onderhavige geval wil je bijvoorbeeld max 0.1W in je weerstand hebben. Dus bij 1A is dat max 0.1V. Dus de weerstand moet iets van 0.1 ohm zijn. Wil je dat op 0-12V hebben zou ik het 100x versterken (Dan weet je ook dat als je 11V meet, je de boel snel moet uitzetten omdat er meer dan 1A loopt). Of je kan tolereren dat je opamp niet helemaal tot 12V kan uitsturen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

De conclusie is eigenlijk dat het mogelijk is, maar de situatie nodeloos ingewikkeld wordt. Ik zal wel verder doen met m'n opamps en serieweerstand.

bedankt voor het meedenken.

Nouja, voor grotere stromen dan zeg 30A wordt het lastig om de shunt onder 1W te houden. En omdat de maximale spanning bij "max 1W" gelijk is aan 1/max_stroom wordt het ook steeds lastiger om die goed te versterken.....

Dus voor grotere stromen wordt wel met hall sensoren gewerkt. Die kan je dan weer in een handig chipje kopen. Voor een voorbeeld kijk eens bij POLOLU. die hebben een hall-sensor-chipje gebaseerd stroommeet bordje. (Ze claimen 0.8 mOhm, hetgeen niet kan kloppen want het chipje heeft zelf al 0.8mOhm. Bij dit soort waardes moet je ook de print meerekenen, ook van dezelfde orde grootte!)

[Bericht gewijzigd door rew op zondag 11 augustus 2013 08:09:00 (29%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Ik heb recentelijk een stroommeetsensor gebruikt waar Lambiek naar verwijst. Ik meet hier stromen mee tot 30A bij 7,5V. Ik was aanvankelijk ook van plan om een meetweerstand te plaatsen maar een goede meetweerstand die 30A kan verdragen met de elektronica erbij om het te kunnen gebruiken in een schakeling is gewoon duurder dan een stroommeetchip van Allegro. De specificaties zijn ook nog eens beter dan een ordinaire meetweerstand. Het meest wonderlijke vind ik nog dat het allemaal in een 8SOIC behuizing zit. Bij 30A leg ik nog gewoon mijn vinger op de behuizing zonder dat ik denk dit wordt te warm.

Wellicht is het een overbodig verhaaltje en stromen tot 1A zijn ook prima te meten met een meetweerstand maar de hall-sensoren worden steeds beter en goedkoper. :)

je kan ook gewoon een dik stuk koperdraad gebruiken. dat is ook wat er in digitale meettoestellen zit.
de stroom is nagenoeg 0 en je moet dan wel micro/millivolts meten

ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken

@fcapri: wat bedoel je met "de stroom is nagenoeg 0"? Ik dacht dat we juist een stroom wilde meten?!?

Het nadeel van een stuk koperdraad is dat koper een vrij groot temperatuursquotient heeft, ongeveer 0.4%/K. Als je alleen een indicatie nodig hebt kan dat natuurlijk best, maar nauwkeurig meten is lastig.

Je moet je natuurlijk ook even afvragen wat voor bandbreedte je nodig hebt; sommige hall sensoren hebben een -3db punt bij 100kHz, maar er zijn ook types waarbij dat nog veel lager ligt. Als je de spanning over de shunt 100 keer moet versterker, kun je, afhankelijk van het type opamp en de rest van de schakeling, ook gemakkelijk in de problemen komen met de bandbreedte.

Overigens moet je bij hall sensoren met kernmateriaal nog oppassen dat de stroom in de hoge frequentiecomponenten beperkt is, omdat de kernverliezen anders te groot worden.

@REW: 0.8 milliohm geeft je bij 30A nog steeds 720mW. Ik heb circuits ontworpen (voor massaproductie) waarbij stromen tot 50A gemeten werden met een SMD weerstand van 1 milliohm. Zeker in grote aantallen is dat VEEL goedkoper dan dergelijke hall sensoren. Aan de andere kant is zo'n hall sensor natuurlijk al snel de snelste en daarmee goedkoopste oplossing voor kleine aantallen.

[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op zondag 11 augustus 2013 16:59:34 (29%)

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken

Op 11 augustus 2013 16:53:54 schreef SparkyGSX:
@fcapri: wat bedoel je met "de stroom is nagenoeg 0"? Ik dacht dat we juist een stroom wilde meten?!?

Typefout. Hij wilde "spanning" schrijven.

Guys, als "zijspoor" heb ik iets over "30A" gezegd. Laat je niet afleiden: TS wil 0-1A meten, hetgeen prima met een 0.1 ohm weerstand gaat.

@sparky, Die 1mOhm kan best. Maar je moet wel een beetje uitkijken mbt de warmteontwikkeling (genoeg "dood" PCB in de buurt, en niet een elco er te dicht bovenop plaatsen) en dat je echt een vier-punts-meting gaat doen. En je moet vrijwel verplicht dubbeldik koper op je printplaten bestellen. Maar goed. 50mV bij 1 mOhm bij 50A kan je gewoon direct meten met de "x20" versterking en de 1.1V referentie van de attiny44 microcontroller. Niet eens een (externe) opamp voor nodig!

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Nog eens dit draadje vanonder het stof blazen. Hoe versterk je enkele millivolts met een opamp? Ik heb hier de LM 741 en Tl071, en blijkbaar lukt het niet om mv te versterken, omdat dat te dicht bij 0V ligt?

rbeckers

Overleden

Dubbele voeding nodig bijvoorbeeld +12v, GND en -12V.
Gebruik een betere opamp zoals de OP07 .

Als je dat met een 741 wilt doen heb je inderdaad een symmetrische voeding nodig, maar met moderne opamps kan dat wel met een enkele voeding. Die 741 is waarschijnlijk ouder dan een aanzienlijk deel van de leden van dit forum...

Je kunt er ook voor kiezen om de signalen met een weerstandsnetwerkje wat op te tillen, maar daarmee gooi je altijd een deel van het signaal weg, waardoor het signaal dat je wilt versterker weer een stukje kleiner wordt. Daarbij is het belangrijk dat de voeding die je gebruikt superschoon is, want alle rommel die daar op komt, wordt ook mee versterkt.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Lambiek

Special Member

Je zou bijv een TLV271 kunnen nemen, kan gewoon met een normale voeding (plus en min) gemaakt worden.
Het is een rail to rail type, je komt dus bij 0V (laag) en bij de voedingsspanning (hoog).

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.

ok, als ik het goed begrijp:

Rail to rail opamp: kan signalen versterken die heel dicht bij de ingangsspanning liggen.

Input ofsett voltage: minimale spanning om te versterken?

Arco

Special Member

En dan is er ook nog het onderscheid rail-to-rail input en rail-to-rail output. Opamp kan beide of alleen een ervan hebben...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Opamp voeden met negatieve spanning:

--> transformator nodig met middenaftakking, hier geen optie
--> negatieve spanning met bv 555 timer. Weer een extra stukje elektronica waar mogelijk iets mee mis kan gaan. Wat mis kan gaan, zal ook misgaan. Als het met een andere opamp kan, zonder negatieve spanning liefst die oplossing. Het spaart wat plaats op het printje.

Andere Opamp
Met bv OP07 met 0 en 12v moet het lukken?

rbeckers

Overleden

Trafo met één wikkeling en twee diodes en twee elco's kan ook.

Nee, de OP07 is geen rail to rail opamp.

De eenvoudigste schema's, die met de minste onderdelen, zijn vaak niet zo eenvoudig. ;)

Waarom heeft nog niemand de woorden "current sense amplifier" laten vallen?

Een LT6106 bijvoorbeeld

Vertel welk probleem je wilt oplossen, niet met welke oplossing je een probleem hebt.

Op 14 augustus 2013 21:05:32 schreef electroschock:
Nog eens dit draadje vanonder het stof blazen. Hoe versterk je enkele millivolts met een opamp? Ik heb hier de LM 741 en Tl071, en blijkbaar lukt het niet om mv te versterken, omdat dat te dicht bij 0V ligt?

Zie mijn eerste post....kan perfect een versterkingsfactor bij hoor.

voordeel is dat je niet inverteert en ook kan versterken als je dat wenst.

Ik had m'n oA als niet-inverterende versterker geschakeld, en bij lage spanningen kwam daar bijna de hele voedingsspanning uit...

Bij het verstereken van kleine signalen moet je op twee dingen letten. Enerzijds, is er de "common mode" spanning. Het gemiddelde van de twee ingangsspanningen. Die moet binnen het bereik van de opamp vallen. rail-to-rail-input dus. (de MCP600x vind ik wel een schattige wat dat betreft, je mag tot ONDER de voeding gaan!).

Daarnaast is er de offset spanning. Die ga je natuurlijk als een malle lopen versterken. Bij de MCP600x is die "max 4.5mV". Versterk je dus 100x, dan wordt dat 0.45V. Dat is meetbaar, maar niet een ramp. Versterk je het signaal 3000 keer, dan zit je boven de 12V mogelijke afwijking en moet je dus heel goed gaan opletten dat je de offset kan afregelen of dat je een betere opamp kiest.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
rbeckers

Overleden

Een OP07 heeft een Vos van 75uV.
Ook rekening houden met drift bij kleine signalen.

Met de OP07 zou dat moeten gaan, mits positieve en negatieve spanning, en met welke vlot verkrijgbare (= conrad/reichelt) opamp zou het lukken met enkele voeding?

Kan je het niet bouwen met wat je in huis hebt, en later de betere opamp in het voetje duwen?

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Lambiek

Special Member

Wat rew zegt kan, alleen wel op letten dat de pinbezetting het zelfde is.

Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.