Измерение тока, Поиск оптимального решения Опции

[Daniil]

Необходимо мерить ток в цепи с переменным напряжением до 400в в диапазоне 10мА - 5А для последующей оцифровки. Хотелось бы какое-нибудь компактное решение. Точность не особенно важна, 10-15% устроит. Был удивлен что нет недорогого интегрального решения... Может кому попадалось?

[V_G]

HCPL-786J от Avago, бывш. Agilent, бывш. Hewlett-Packard. В свое время получили несколько тестовых образцов, но применять не стали из-за дороговизны (около 7 баксов). Обошлись трансформаторами тока на торе из аморфного железа (производства Гаммамет, Екатеринбург). Первичная обмотка - 1 виток, вторичная - 1000 витков. Вторичную мотал Гаммамет, транс обходился рублей в 30. Аморфное железо нужно для защиты от КЗ. Обычная трансформаторная сталь при КЗ насыщается, и остаточная намагниченность убивает коэффициент трансформации.

[Microwatt]

Первичная обмотка - 1 виток, вторичная - 1000 витков. Вторичную мотал Гаммамет, транс обходился рублей в 30. Аморфное железо нужно для защиты от КЗ. Обычная трансформаторная сталь при КЗ насыщается, и остаточная намагниченность убивает коэффициент трансформации.

Может, зря старались, зря платили.
Трансформатор без подмагничивания не может насыщаться, магнитный поток равен НУЛЮ. Важно индукцию не превышать. А при КЗ ток тут вроде и мерять не нужно, есть рабочий диапазон.
Можно мотать на обычной гайке с таким же успехом.

[V_G]

Можно мотать на обычной гайке с таким же успехом.

Ну, я не теоретически рассуждаю, это реальный опыт. После КЗ напряжение на вторичной обмотке падало в несколько раз. Потом включаешь нагрузкой электрический чайник, сердечник размагничивается, и все восстанавливается. Но ведь на реальную работу чайников не напасешься!
А про свойства аморфного железа в этом плане очень толково в свое время было написано на сайте Гаммамета.

[Daniil]

Да я уже думал по поводу ТТ. Габаритно получается, хоть и относительно не дорого.  А габариты довольно ограничены. Да и хотелось бы обойтись минимальным числом элементов, т.к. каналов измерения несколько.

Получается что нужен сам ТТ, к нему усилитель на ОУ + ФНЧ по хорошему. Хотя ФНЧ под вопросом...

А HCPL-786J  действительно дорого, хотелось бы уложиться в 3-3.5$.

[Verifi]

Да я уже думал по поводу ТТ. Габаритно получается, хоть и относительно не дорого. А габариты довольно ограничены. Да и хотелось бы обойтись минимальным числом элементов, т.к. каналов измерения несколько.

Получается что нужен сам ТТ, к нему усилитель на ОУ + ФНЧ по хорошему. Хотя ФНЧ под вопросом...

А HCPL-786J действительно дорого, хотелось бы уложиться в 3-3.5$

Поищите на базе микросхем с датчиком холла там шина внутри,изоляция 1,5кв типа как у ALLEGRO в SOIC8 как раз на 5А я случайно в нете находил.

[vvs157]

Может, зря старались, зря платили.
Трансформатор без подмагничивания не может насыщаться, магнитный поток равен НУЛЮ.

Легко и непринужденно - при КЗ, если сработал автомат, то никакого переменного тока нет - есть только несимметричный импульс, который и может намагнитить паршивое железо.

PS
А вы никогда не задумывались, почему иногда при включении трансформаторной нагрузки в сеть 220В бывает довольно сильный бросок тока?

[Daniil]

Поищите на базе микросхем с датчиком холла там шина внутри,изоляция 1,5кв типа как у ALLEGRO в SOIC8 как раз на 5А я случайно в нете находил.

Это имеются ввиду ACS712? Меня в них смущает параметр Vnoise=21mV. Это при sensitivity 185mV/A. Получается что мерить они начинают от 0.11А...

[Пушкарев Михаил]

Трансформатор тока плюс LTC1966.

[Daniil]

Трансформатор тока плюс LTC1966.

RMS я могу и так посчитать, какой смысл ставить не дешевую LTC1966? 

[rezident]

Средневыпрямленное != среднеквадратичному

[Daniil]

Средневыпрямленное != среднеквадратичному

Не понял... Описание LTC1966 - "Precision Micropower, RMS-to-DC Converter".


Да суть вопроса и не в этом...

[rezident]

Не понял... Описание LTC1966 - "Precision Micropower, RMS-to-DC Converter".

Это замечание к вашей фразе

RMS я могу и так посчитать, какой смысл ставить не дешевую LTC1966? 

Я хотел подчеркнуть, что указанная м/с True RMS-to-DC Convertor.

[Microwatt]

Легко и непринужденно - при КЗ, если сработал автомат, то никакого переменного тока нет - есть только несимметричный импульс, который и может намагнитить паршивое железо.

Ну, если несимметричность тока при КЗ, то конечно.
Но сам факт насыщения ... Может, для данного случая это не страшно? Что, датчик должен ток КЗ измерять? Ну пропал сигнал, исказился, так это ж уже авария, нештатная ситуация. не до точных измерений, пусть системы защиты отрабатывают.

[ZVA]

Необходимо мерить ток в цепи с переменным напряжением до 400в в диапазоне 10мА - 5А для последующей оцифровки. Хотелось бы какое-нибудь компактное решение. Точность не особенно важна, 10-15% устроит. Был удивлен что нет недорогого интегрального решения... Может кому попадалось?

С точностью что не то??? Измерив 5А с точностью 0,1% получаем ошибку в+-5мА. Т.е. утройство класса 0,1 по определению не должно мерять ток 10мА. Вам что важнее точно мерять 10мА или 5А?АЦП у вас 16битный?

[vvs157]

Ну, если несимметричность тока при КЗ, то конечно.
Но сам факт насыщения ... Может, для данного случая это не страшно? Что, датчик должен ток КЗ измерять? Ну пропал сигнал, исказился, так это ж уже авария, нештатная ситуация. не до точных измерений, пусть системы защиты отрабатывают.

Да нет. После КЗ у сердечника остается остаточная намагниченность и при малых токах такой транс будет сильно врать

[Microwatt]

Да нет. После КЗ у сердечника остается остаточная намагниченность и при малых токах такой транс будет сильно врать

М..мм Что-то в этом есть.
Вспоминаю, когда-то разрабатывал трансформаторную развязку аналогового сигнала с измерительной точностью.
Как ни бились, на характеристике появлялся четкий излом. как вроде витки скачком меняются. Потом таки докопали в каком-то букваре, что на малых полях у ферромагнетиков гистерезиса нет, он появляется только с какого-то порогового значения.
Да, хоть у магнитомягких материалов остаточная намагниченность и мала, но врать при малых сигналах будет сильно.
Тогда, нужно все-таки обработать сигнал в первичной цепи, а передавать оптроном или цифрой. Огород получается. Но вроде лучше, чем трансформатор с 1000 витков.

[V_G]

Тогда, нужно все-таки обработать сигнал в первичной цепи, а передавать оптроном или цифрой. Огород получается. Но вроде лучше, чем трансформатор с 1000 витков.

Я же говорю, аморфное железо спасло, цена транса около 30 руб, диаметр тора около 30 мм. Все КЗ по барабану, остаточная намагниченность нулевая. Диапазон точностей не проверял, не требуется малые токи измерять точно. Просто поставил прецизионный выпрямитель на ОУ и диодах Шоттки.
А оптрон - это нелинейность и температурная нестабильность. Операции по выпрямлению этой кривости и обходятся более чем в 7 баксов применением упомянтой HCPL или аналогов. Плюс питание для первичной цепи городить.

[dimka76]

Необходимо мерить ток в цепи с переменным напряжением до 400в в диапазоне 10мА - 5А для последующей оцифровки. Хотелось бы какое-нибудь компактное решение. Точность не особенно важна, 10-15% устроит. Был удивлен что нет недорогого интегрального решения... Может кому попадалось?

Вот посмотрите здесь http://www.lem.com/ru/ru/content/view/168/721/

Может подойдет.

[HARMHARM]

Может подойдет.

Цену посмотрите

[Microwatt]

А оптрон - это нелинейность и температурная нестабильность. Операции по выпрямлению этой кривости и обходятся более чем в 7 баксов применением упомянтой HCPL или аналогов. Плюс питание для первичной цепи городить.

Ну, в значительной мере нелинейность и температуру оптрона можно скомпенсировать, поставив такой же в обратную связь. Или вообще передавать церез него цифру (преобразователи напряжение-частота и наоборот).
Посопеть, так даже на ОУ компактнее, чем такой ТТ может получиться. Питание на высокую сторону - да, дополнительные хлопоты.
Конечно, тут однозначно что-то утверждать нельзя. Каждый должен оптимизировать сообразно со своими возможностями. Мне кажется, что намазать на плату 3-4 корпуса SOIC8 все таки проще, чем изготовить технологически сложный трансформатор.

[V_G]

Конечно, тут однозначно что-то утверждать нельзя. Каждый должен оптимизировать сообразно со своими возможностями. Мне кажется, что намазать на плату 3-4 корпуса SOIC8 все таки проще, чем изготовить технологически сложный трансформатор.

Согласен, если бы мне предложили мотать 1000 витков, я бы отказался. К счастью, ни мотать транс, ни изготавливать ИС в корпусах SOIC мне не предлагают - я просто их покупаю. А 3 SOICa с обвязкой и займут ненамного меньше места, чем 30-мм трансформатор. Кстати, он и нетяжелый - железка там несплошная, в пластиковый контейнер тороидальной формы напихано что-то вроде фольги.

[Microwatt]

Кстати, он и нетяжелый - железка там несплошная, в пластиковый контейнер тороидальной формы напихано что-то вроде фольги.

разомкнутый магнитопровод? не цельное колечко?

[Daniil]

С точностью что не то??? Измерив 5А с точностью 0,1% получаем ошибку в+-5мА. Т.е. утройство класса 0,1 по определению не должно мерять ток 10мА. Вам что важнее точно мерять 10мА или 5А?АЦП у вас 16битный?

Имеется ввиду точность во всем диапазоне.  Для бОльших токов точность в принципе может быть и меньше. АЦП 12бит.


....

 А 3 SOICa с обвязкой и займут ненамного меньше места, чем 30-мм трансформатор. Кстати, он и нетяжелый - железка там несплошная, в пластиковый контейнер тороидальной формы напихано что-то вроде фольги.

ТТ тоже обвязка нужна.

А по поводу количества корпусов... Хороше если 1-2 канала измерения... А если 10?

[Herz]

разомкнутый магнитопровод? не цельное колечко?

Как я понимаю, цельное. Типа, с распределённым зазором. А Гаммамет жив ещё? В интернете - непонятно. Вот ещё на интересное наткнулся, пока искал: [attachment=37532:62597f.doc]

[ZVA]

Имеется ввиду точность во всем диапазоне.  Для бОльших токов точность в принципе может быть и меньше. АЦП 12бит.

Про разрядность АЦП я не зря спросил.
Теперь посчитаем...
АЦП 12 бит. входной сигнал переменный следовательно старший разряд для знака. Осталось 11 разрядов.
Максимальный входной сигнал 5А. дискретность измерения тока 5/2048= 2,44 мА. Обеспечить необходимую вам точность 10% при измерения 10мА сигнала он не сможет по определению! И это при условии, что АЦП действительно у вас качественный и нет шума в младших разрядах.

[Microwatt]

Про разрядность АЦП я не зря спросил.
Теперь посчитаем...
АЦП 12 бит. Обеспечить необходимую вам точность 10% при измерения 10мА сигнала он не сможет по определению! И это при условии, что АЦП действительно у вас качественный и нет шума в младших разрядах.

Да максимум, чему там можно верить - 9 разрядов. Остальное не точность, а приращение.
То, что такого диапазона прибор - очень непростая разработка было ясно с самого начала.
Очень неплохим результатом было бы 1%. Это на 5А ошибка в 50 мА.

[V_G]

Как я понимаю, цельное. Типа, с распределённым зазором. А Гаммамет жив ещё? В интернете - непонятно. Вот ещё на интересное наткнулся, пока искал: [attachment=37532:62597f.doc]

Да, магнитопровод замкнут. Последний раз закупался в Гаммамете полтора года назад, но не через сайт, а по старым связям, обстановку сейчас не знаю.
Кстати, про точность. В описании группы ИС HCPL-786 фигурирует 12-битный АЦП, но где-то еще реальная точность декларируется порядка 1 %. Так что оптикой суперточности не добиться

[yakub_EZ]

Пояс Роговского продумайте.
Технология изготовления - ленточка диэлектрика с прошнурованным в неё как на ботинках проводом обматывается вокруг первичной обмотки. Продолжительность ленточки определяет чувствительность. Для покрытия диапазона от милиамперов до амперов с нормальным выходным размахом для АЦП придется взять два - три пояса и применить мультиплексор. Линейность изумительная, насыщения не бывает в принципе. Снимаем ЭДС а не ток, поэтому имеем поворот на 90 градусов от токового сигнала

[Microwatt]

Пояс Роговского продумайте.
Технология изготовления - ленточка диэлектрика с прошнурованным в неё как на ботинках проводом обматывается вокруг первичной обмотки.

Можно просто намотать виток к витку плоскую катушку на полоске гибкого диэлектрика (картон в простонародье). Да, линейнось, да, не насыщается. А вот расчет витков.. методом проб и ошибок. Что-то встречал, но дюже заумное.