Mäta hög ström

SM0GLD

Vänsterhänt
Jag ville mäta riggens strömförbrukning så jag behövde en amperemätare som klarar 25A.
Min Fluke och övriga DVM'er klarar bara 10A.
Visserligen kan man springa och köpa en strömtång men det får vänta.

Jag har ju tidigare pratat om strömsensorer från Vacuumschelze och då jag har ett litet urval i "junkboxen" så får det bli en sådan.
Dom jag har är specade för 6A, 15A, 25A och 50A. Samtliga sensorer klarar dessutom att visa 3 x nominell ström.

sensor_schematic.jpg
Internt ser dom ut så här förenklat.
Dom matas med +5V och har en referensspänning Vref = 2,5V på pin 7.
Strömmen som ska mätas kopplas in på pinnarna 1,2,3 och 4,5,6.

VAC_sensor1.jpg

Jag gjorde snabbt en "fulkoppling" och fäste en OP utanpå sensorn.
Som visarinstrument använder jag en 100µA-mätare med ett lämpligt förkopplingsmotstånd.
Efter att ha kalibrerat vid 5A testade jag 10A som då visade helt rätt. Sensorn är linjär så det hela blir enkelt att kalibrera.

Det som återstår för att lätt kunna använda denna amperemätare i framtiden är att montera in allt i en låda.
En liten 5V regulator som kan leverera 15-20mA behövs för att mata det hela.

sensor_schematic2.jpg
Genom att koppla visarinstrumentet mellan Vref och utgången ger 0 ström inget utslag på instrumentet.
Vref behöver dock en buffer förstärkare, den tål inte att belastas.
Jag har även provat att AC-koppla ut mätsignalen till mitt oscilloscope. Sensorn har en bandbredd på 100kHz.
Det fungerade bra att titta på den varierande strömförbrukningen när man vrålar ÅHHHLLAAA! i mikrofonen.

Har man ett PSU-bygge på gång kan det vara praktiskt att stoppa in en sådan strömsensor.
Nu är ju instrumentet refererat till Vref men vill man så går det lätt att koppla op-ampen så att instrumentet kan kopplas mot jordreferens.

Sensorerna har tre trådar som löper genom mättransformatorn. Dessa trådar kan seriekopplas för ökad känslighet.
6A sensorn kan alltså kopplas för 6, 3 eller 2A
 

Attachments

  • 4646-X664_en.pdf
    44.6 KB · Views: 21
Last edited:

SM7NTJ

Well-Known Member
0,33mohm som primärresistans kopplad för 50A är ett ok värde.
Då stjäl inte strömproben för mycket effekt:)

För vanlig strömmätning brukar jag vid behov göra en shunt med resistansen 0,001 ohm av 143mm 2,5mm² Cu.
Jag kan då mäta 20A DC med nästan vilken multimeter som helst inställd på millivoltområdet. (1mV/A)

73 de SM7NTJ Lorentz
 

SM7-8291

Well-Known Member
Varför inte göra en strömtransformator, med omsättning 5:1 av en gammal liten skrotad transformator
 

SM6POP

Well-Known Member
Håll lite koll på Tradera, köpten en sådan här Siemens med 3 st mätområden, det högsta mäter upp till 150A. Jag har sett liknande förut för 200-400:-
Jag har testat de två lägre områdena ( 5A och 30A om jag minns rätt) och de stämmer väldigt bra trots att den är anno dazumal.
 

Attachments

  • Namnlös.jpg
    Namnlös.jpg
    21.4 KB · Views: 9

SM4FPD

Well-Known Member
Ja svårt att mäta likström med en transformator.
Men den bruna saken, från Vacuumschelze som GDL visar på först bild är en transformator, och dessa mojänger mäter likström, och har hög isolation mellan primär, dvs de tre trådarna som kan parallellkopplar eller seriekopplas, och utgången.
Hur katten funkar detta?
Jag har sådana strömtransformtorer oxo i mina gömmor, men har inte provat dem ännu.
Blockschemat säger ju inget hur de funkar.

I fallet att vilja mäta högre ström än de 10 A Fluken mäter så skulle jag nog bygga en shunt.
Ofta funkar det med en längd kopplinskabel bara, för att åstadkomma en shunt med "noll komma nästan ingenting" Ohm.

Då slipper vi matningspänning till en så enkel sak som en Amperemätare.
Man slipper ev oxo RF avkoppling för att den skall funka i fältet från sändaren.

Jag har försökt mäta likström i slutsteg, typ IC KL-500, PW-1. Dömt att misslyckas, en mekanisk mätare är det enda som duger.

Men givetvis vore det kul att testa Vacuumschelze strömtrafos, som experiment.

Skall man exvis mäta tre ggr 400 V strömmen och inte vill ha ut nätspänningen till registerarnde sak, som dator eller annat, så är de förstås perfekta.
I vissa konstruktioner kan en sådan strömgivare, skall vi kanske kalla dem, isolera mellan störande kretsar och yttre kretsar, och därmed hålla inne störningar i anläggningarna.
Men en vanlig gammadags srömtrafo för AC med ett hål i funkar där oxo.

SM4FPD
 

SM0GLD

Vänsterhänt
Blockschemat säger ju inget hur de funkar.
Nää, det har du rätt i.

Description
· Closed loop (compensation)
Current Sensor with magnetic
field probe.

"Closed loop compensation" precis som i strömproben till oscilloskopet.
Man matar på en motsatt ström i en lindning med många varv och använder en "magnetic field probe" (hallgivare) för att mäta resultatet.
När utspänningen från hallgivaren är = 0 så motsvarar mätströmmen compensationslindningens ström * antalet varv som den lindningen har.

och......
strömshunt av koppartråd har alltför hög temperaturdrift. Varför är en "riktig" strömshunt så dyr?;)
 

SM0AOM

Well-Known Member
Att mäta upp likströmmar och deras resulterande magnetfält utan att koppla in sig galvaniskt på mätkretsarna
är en hel vetenskap, och mycket svårare än man tror...

Fick erfara detta i ett konsultuppdrag åt en stor vitvarutillverkare för snart 6 år sedan.
Det som på ytan såg ganska trivialt ut var i själva verket ett "helt företag", och fick mycket riktigt angripas
genom en "servo-loop".
 

SM4FPD

Well-Known Member
Knepet med strömshunten av koppartråd, är att göra den så att den inte blir varm.
Rumstemperturvariationerna är knappast märkbara.

SM4FPD
 

SM0GLD

Vänsterhänt
Knepet med strömshunten av koppartråd, är att göra den så att den inte blir varm.
En vanlig strömshunt för 25A har 60mV spänningsfall. Detta är standard för strömshuntar.
Detta betyder att resistansen skall vara 2,4 mOhm.
Om denna shunt är tillverkad av koppar och kalibrerad vid 20degC rumstemperatur så visar den 5% fel redan redan vid 33degC rumstemperatur.
Detta utan att mätströmmen har fått en chans att värma upp shunten.
Detta är för dåligt anser jag. Man vet ju inte vad man mäter :confused:
Att jämföras med en klocka som går flera minuter fel. Vad ska man ha den till:D
 

SM6GXV

Korsdominant
Användbara? .. 100 uOhm serieresistans. "Hyfsad" isolationstålighet.


Inte dyra heller.

Det finns (i alla fal en) bra appnot om strömprobar: Linear Technologies, 1997 Applications Handbook, del 3 / AN61
"Practical Circuitry for Measurement and Control Problems. Circuits designed for a cruel and unyielding word"
Jim Williams (vem annars...)
 

SM0GLD

Vänsterhänt
Användbara? .. 100 uOhm serieresistans. "Hyfsad" isolationstålighet.
En liten anekdot där vi använde Allegro sensorer.

En nätdel inklusive drivning för trefasmotorer i ett elverktyg innehöll många sådana sensorer på kretskortet.
Allt fungerade jättebra med god noggrannhet av strömmätningen, detta med kretskortet liggande löst på labbänken.
När allt monterades i den helsvetsade plåtlådan stämde inte någon av strömmätarna. Allt verkade helt galet.
Vi hittade slutligen problemet och det berodde på att när plåtlådan tillverkades blev den magnetiserad i någon riktning som starkt påverkade strömsensorerna. Vi kunde inte göra något åt magnetiseringen av lådan så vi fick införa kalibrering i mjukvaran för varje individ.
 

SM0GLD

Vänsterhänt
För den som vill fördjupa sig i den interna funktionen mer i detalj så bifogar jag en pdf.
och...
för den som vill leka med dessa strömsensorer så erbjuder jag 4st sensorer, 6A, 15A, 25A och 50A, för endast 100:- å lite frakt.
 

Attachments

  • Anwendungshinweise_DRV401_en.pdf
    693.7 KB · Views: 7

SM4FPD

Well-Known Member
Kollade lite på spec över desa saker, Current Sensor, eller sröm sensor.
de jag har heter 4646x661.
Man kan se att nogrannheten är 0,7% @ 25 C, vilket ju är bra.
Tempområde -40 till 85 C
Klarar sig med bara 5 V, dvs en spänning, men inga spec om inom vilket tolerans på matningspänningen.
Mäter ström +- och DC till 200 kHz, häftigt, även snabb respons tid.
Inga spec om RF tålighet. eller hur man kan avkoppla för att den skall tåla RF fält.
Sen hänger det ju på vilken mätare man vill se resultatet på, en vridspole panel-mätare ligger ju på omkring +-2,5 %.
Men ändå.
Med en siffervisande voltmeter av bra kvalitet kan man göra en noggrann strömmätare.

Jag skulle tro att anledningen till att en strömshunt är dyr, är dessa mekaniska utformning, skruvanslutningar och anslutninagr för mätaren, lödningar mot motståndet etc, en massa meknsikt arbete, kalibrering inte minst. Sen tål väl marknaden ett högt pris......
Själva motståndet är väl en legering med Cu och nnat som blir rätt temperturstabil

Idag är eleketronik billigare.

SM4FPD
 

SM0UAN

Well-Known Member
Med mätningar är det ju alltid intressant att veta varför man mäter. Är en felmarginal på 5% oacceptabel, så är det värt att söka en bättre lösning. Är det faktiska värdets exakta nivå inte det mest intressanta, utan det kanske är variationer utifrån en normalnivå man vill hålla koll på, duger troligen en "brutalare" eller enklare lösning gott. För DC är väl en shunt och ett anpassat vridspoleinstrument ofta en hyfsad lösning, men lösningen är kanske inte den mest noggranna. Anekdot: Likströmsdrivna lok och motorvagnar (Roslagsbanan) hade en strömshunt för motorströmmen, som kunde vara upp till 1000 A, med ett vridspoleinstrument för 50 mV för visning. Man fick god kontroll på alla variationer (pådrag, slirning etc), men det gick ju inte att säga att maskinen drog exakt 612,5 A eller så i ett visst ögonblick - men det var inte intressant för ändamålet.
 

SM4FPD

Well-Known Member
Bra och viktiga synpunkter UAN!
I vissa fall vill man bara veta om exvis slutsteget i riggen verkar funka, och om det drar samma "utslag" på mätaren som vanligt.
Feleöker man eller vill ställa in BIAS i en sändare, som vanligen vill suga i sig 18 A, för 100 W ut, och BIAS skall vara 300 mA. Ja vilken noggrannhet behöver man då? En bra fråga, men idag har ju de flesta en siffervisande universalinstrument men under 1 % övernstämmelse med verkligheten. Och man väljer ett mätområde på 500 mA eller så.
Inga större problem uppstår om BIIAS:en råkar bli 287 eller 342 mA.

En helt nnan sak är experimenterandet, att skap något, att testa något, bygga och se hur bra man kan åstadkomma.
För en tid sedan debatterade vi om en spänningsreerns, som finns att köpa, jag hade köpt en och kollade mina Voltmätare, och sen då, den ligger bara där.....

det finns kommersiella nätagg 13,8 V och 20 - 30 A med amperemätare, som har en shunt av en trådstump, möjligen i vissa fall en tråd av någon legering.
I våra radiostationer används ofta fabriksgjorda motstånd ,m ed ex 0,022 Ohm eller så.
I nyare riggar till och med ytmonterade lågohmiga motstånd med så låg resistans.

För länge sen, jag var nog bara 15 år, skrotade jag ett universalinstrument, jag tog reda på shuntarna och byggde en låda med högströmsmätområden att koppla till en vanlig voltmeter. den finns kvar än.

Inom industrin, är strömtransformatorer vanliga, minns ljusbågsugnarna med 200 kA per fas.... 5 % är en del då... Men vem bryr sig....

Oavsettt är de här omtalade strömdetektorerna rätt kul objekt....
Jag har även sparat större typer och även trefas modeller.

I dagens proffselektronik där en massa strömmar skall hållas koll på med en CPU, är de förståss ovärdeliga, och dessutom ger de isolation till primärspänningar.

SM4FPD
 
Top