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Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
18.11.2020,
18:04
(editiert von Sel
am 18.11.2020 um 18:06)
 

INA138 - Bemessungsfragen (Elektronik)

Der INA138 ist ein High-Side-Strommonitor. Datenblatt: https://www.ti.com/product/INA138/quality)#product-details#

Im Prinzip sehe ich ja alle Daten, die relevant sind. Ich bin mir jedoch nicht sicher, welche Mindestspannung über den Stromshunt erforderlich ist, um sinnvolle Meßwerte zu erhalten. Mein Shunt hat 26 mOhm und der maximale Strom wird so 4 Ampere sein. Leider kommt ein Shunt mit höherem Widerstand wegen Spannungsabfall nicht in Frage, bzw. macht die ganze Sache zu komplitziert. Für meine Anzeige brauche ich 1,5 mV für 10 mA (Mindestschritt bei 3stelliger Digi-Anzeige).

LG Sel

Hartwig(R)

18.11.2020,
18:55
(editiert von Hartwig
am 18.11.2020 um 19:24)


@ Sel

INA138 - Bemessungsfragen

Hallo Sel,

» Mein Shunt hat 26 mOhm und der maximale
» Strom wird so 4 Ampere sein.

nach Ohm also 104mV..

» Leider kommt ein Shunt mit höherem Widerstand
» wegen Spannungsabfall nicht in Frage, bzw. macht die ganze Sache zu
» komplitziert.

im DB ist z. B. die Linearität für den Bereich Uein = 10mV - 150mV spezifiziert - das paßt doch fast perfekt zu Deinem Shunt. Eine Uein von 500mV sollte nicht überschritten werden - paßt auch. Nach unten hast Du dann halt 2-10µA Bias und max. +/- 1mV (typisch +/-0,2mV) Offset, dann noch die Temperaturdrift. Das bestimmt also die Genauigkeit im unteren Bereich.


» Für meine Anzeige brauche ich 1,5 mV für 10 mA
» (Mindestschritt bei 3stelliger Digi-Anzeige).
der Übertragungsfaktor ist 200µA / V, die Ausgangsimpedanz ist mit stolzen 1GOhm angegeben, sieht also sehr nach Stromquelle aus ;-). Somit ist Deine Anzeige einfach anzupassen (geht auch mit der Tabelle im DB, also RL = 50k - wenn ich das in Deinem Fall richtig sehe). Praktisch (typisch) könnte der Fehler in Deinem Fall bei etwa +/- 1% liegen
»

» LG Sel

Grüße
Hartwig

xy(R)

E-Mail

18.11.2020,
19:02

@ Sel

INA138 - Bemessungsfragen

» Der INA138 ist ein High-Side-Strommonitor. Datenblatt:
» https://www.ti.com/product/INA138/quality)#product-details#
»
» Im Prinzip sehe ich ja alle Daten, die relevant sind. Ich bin mir jedoch
» nicht sicher, welche Mindestspannung über den Stromshunt erforderlich ist,
» um sinnvolle Meßwerte zu erhalten.

Recommended Operating Conditions:

VSENSE Full-scale sense voltage (VIN+ – VIN–): min 100 mV....max 500 mV

Sel am Handy

18.11.2020,
21:36

@ xy

INA138 - Bemessungsfragen

» VSENSE Full-scale sense voltage (VIN+ – VIN–): min 100 mV....max 500 mV

Das sagt nur was über den Bereich aus. Bei mir sind im Extremfall (also 10mA) 2,6mV zu erwarten. Da wird der kleine OPV nicht mehr ordentlich funktionieren, eben wie im anderen Posting schon gut erklärt. Groß unter 100mA brauche ich also keine sinnvolle Anzeige zu erwarten. Richtig?

LG Sel

Hartwig(R)

18.11.2020,
23:13

@ Sel am Handy

INA138 - Bemessungsfragen

» » VSENSE Full-scale sense voltage (VIN+ – VIN–): min 100 mV....max 500 mV
»
» Das sagt nur was über den Bereich aus. Bei mir sind im Extremfall (also
» 10mA) 2,6mV zu erwarten. Da wird der kleine OPV nicht mehr ordentlich
» funktionieren, eben wie im anderen Posting schon gut erklärt. Groß unter
» 100mA brauche ich also keine sinnvolle Anzeige zu erwarten. Richtig?

Du hast in dem Bereich einen deutlichen Fehler - größtenteils durch Offset und Bias. Beide Größen sind mehr oder weniger konstant (Offset Drift 1µV/°C), wären also durch einen Abgleich (am Eingang) bzw Kalibration vor der Anzeige wahrscheinlich deutlich zu reduzieren. Ohne jede weitere Maßnahmen ist im DB in Diagramm Fig. 4; S. 6 der Fehler dargestellt. Der Knick in der Fehlerkurve liegt bei geschätzt -2,5% und grob 10mV.. Natürlich können Dich zusätzlich Störeinstreuungen ärgern, aber da sollte sich schon noch etwas herausholen lassen.

Hartwig(R)

19.11.2020,
09:50

@ Sel

INA138 - Bemessungsfragen

Hallo Sel,
eben habe ich nochmal in die Applikationsvorschläge geschaut - für diese Schaltung wird eine Shuntspannung >>15mV empfohlen. Für die Auslegung wird weiter vorgeschlagen, den Shunt für 0,5V bei Maximalstrom zu dimensionieren. Das wären bei Dir dann 0,125 Ohm, was Dir zu viel ist.
anderer Vorschlag:
Bei Pollin gibts das hier (links, T60404):
https://www.pollin.de/search?query=stromsemsor&channel=pollin-de&sid=REEGBrUkhdlISulNI4hGV1DwXhVRLy
Du kannst Dir das Datenblatt runterladen. mit keinen 2€ ist der Sensor günstig. Er funktioniert magnetisch (Kompensation, daher auch bei DC). Du kannst ihn für Deine Zwecke auf max. 5A konfigurieren (siehe Anschlußschema im DB), dann kommst Du auf 2V Ausgang bei 4A. Und das bei einem Einfügewiderstand von 3mOhm....
Grüße
Hartwig

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
23.11.2020,
15:53

@ Hartwig

INA138 - Bemessungsfragen

» eben habe ich nochmal in die Applikationsvorschläge geschaut - für diese
» Schaltung wird eine Shuntspannung >>15mV empfohlen. Für die Auslegung wird
» weiter vorgeschlagen, den Shunt für 0,5V bei Maximalstrom zu
» dimensionieren. Das wären bei Dir dann 0,125 Ohm, was Dir zu viel ist.
» anderer Vorschlag:
» Bei Pollin gibts das hier (links, T60404):
» https://www.pollin.de/search?query=stromsemsor&channel=pollin-de&sid=REEGBrUkhdlISulNI4hGV1DwXhVRLy
» Du kannst Dir das Datenblatt runterladen. mit keinen 2€ ist der Sensor
» günstig. Er funktioniert magnetisch (Kompensation, daher auch bei DC). Du
» kannst ihn für Deine Zwecke auf max. 5A konfigurieren (siehe Anschlußschema
» im DB), dann kommst Du auf 2V Ausgang bei 4A. Und das bei einem
» Einfügewiderstand von 3mOhm....

Habe mir das angesehen, vielen Dank für den Tip!
Wie das mit DC funktioniert kapiere ich zwar noch nicht, muß mich eben noch bissel belesen. Ist ja ein Trafo drin. Könnte mir nur vorstellen, das im DC-Betrieb das Magnetfeld vom Trafo ausgewertet wird, bei AC gehts ja über das Wicklungsverhältnis.

LG Sel

Hartwig(R)

23.11.2020,
16:37
(editiert von Hartwig
am 23.11.2020 um 22:12)


@ Sel

INA138 - Bemessungsfragen

Im DB heisst es : "Stromsensor nach dem Kompensationsprinzip mit magnetischer Sonde". Dahinter verbirgt sich wohl ein Hall-Sensor sein. Dann wird das Feld mit dem Strom aus dem OPV kompensiert bis der Sensor nix mehr sieht. Dann steht der Strom aus dem OPV in einem festen Verhältnis zum Messstrom. Das wäre meine Interpretation des DB.
Grüße
Hartwig