Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pomiar prądu przemiennego do 5A z rozdzielczością 10-30mA.

yoachim95 29 Sie 2014 17:28 12321 95
  • #1 29 Sie 2014 17:28
    yoachim95
    Poziom 15  

    Witam :)
    Moim celem jest pomiar prądu AC w zakresie 5A z rozdzielczością 10mA lub chociaż 30mA. Dotychczas próbowałem to uzyskać za pomocą czujników Halla, jednak one pomimo stosowania układu wzmacniającego z noty katalogowej nie dały rady. :cry:
    :arrow: Czy moglibyście mi polecić jakiś przekładnik prądowy, gotowy moduł amperomierza lub inne rozwiązanie, które spełni moje wymagania?
    :arrow: Czy po prostu pozostać przy klasycznej opcji z wykorzystaniem bocznika i pomiaru spadku napięcia na nim?
    Dodam, że dalej te pomiary będzie wykorzystywał mikrokontroler. :)
    Bardzo dziękuję za pomoc. :)

    0 29
  • Pomocny post
    #2 29 Sie 2014 18:00
    lesławek
    Poziom 31  

    Może takie coś ? AT 5 B10 Przetwornik prądowy | LEM ? Hm 1% to 50 mA więc żeby zachować wymaganą dokładność potrzebujesz 0,2% czego LEM-y nie dają... Jeśli nie wymagasz separacji galwanicznej, to może faktycznie bocznik nie jest głupim rozwiązaniem.

    0
  • #3 29 Sie 2014 19:27
    1044571
    Użytkownik usunął konto  
  • #4 29 Sie 2014 19:40
    yoachim95
    Poziom 15  

    Fajnie się to prezentuje ale jednak strasznie drogie jest ;/ Nie jestem w stanie przeznaczyć aż tyle pieniędzy na czujnik... Tak czy tak potrzebuję takich dwóch czujników... A gdyby zastosować coś tańszego i odpowiednio to wzmocnić, ale czy w tym przypadku czujnik zauważy zmianę natężenia o 30mA? :)

    Dodano po 7 [minuty]:

    Cytat:
    W zakresie - co to znaczy ?
    Istotna jest dokładność - klasa pomiaru.
    10mA / 5000mA - 1/500 czyli 0,2 %.
    Czy warunek to pomiar bez ingerencji do obwodu ?

    Maksymalnie w obwodzie pojawi się prąd o natężeniu 5A więc na takim poziomie może się kończyć zakres pomiarowy czujnika lub owego rozwiązania. W obwód można w każdy konieczny sposób ingerować. :) Chcę mierzyć natężenie prądu do wartości 5A i chcę wyłapywać zmianę natężenia na poziomie chociaż 30mA. :)
    Dziękuję za pomoc. :)
    Wiem, że przy prądzie AC byłyby to wartości od -5A do 5A więc potem będę musiał zbudować układ, który to wyśrodkuje i poda dodatnią wartość prądu płynącego w obwodzie. :)

    0
  • #6 29 Sie 2014 19:54
    yoachim95
    Poziom 15  

    Wydaje mi się, że to urządzenie gabarytowo jest zbyt duże... Chciałbym poczekać na tańsze rozwiązania zajmujące mniej miejsca... Tak czy tak pomyślę nad tymi przetwornikami... :)

    0
  • Pomocny post
    #7 29 Sie 2014 19:59
    lesławek
    Poziom 31  

    Czy zamierzasz tym, mierzyć prąd pobierany z sieci ? Bo jeśli tak, to raczej skłaniałbym się, ku gotowym rozwiązaniom. Jeśli nie to można wykombinować coś typu kompensowany bocznik, ale jeśli chodzi o przetworniki pomiarowe to zwykle nie są one zbyt małe, a już tanie to w ogóle...

    0
  • #8 29 Sie 2014 20:24
    yoachim95
    Poziom 15  

    lesławek napisał:
    Czy zamierzasz tym, mierzyć prąd pobierany z sieci ? Bo jeśli tak, to raczej skłaniałbym się, ku gotowym rozwiązaniom. Jeśli nie to można wykombinować coś typu kompensowany bocznik, ale jeśli chodzi o przetworniki pomiarowe to zwykle nie są one zbyt małe, a już tanie to w ogóle...

    Tak ma być to sieciowe 230V ;) Dziękuję za porady. ;) Pomyśle nad tymi gotowymi przetwornikami... ;)

    0
  • Pomocny post
    #9 29 Sie 2014 22:57
    Rzuuf
    Poziom 43  

    Prąd w sieci jest dość mocno 'zaśmiecony' mnóstwem urzadzeń z prostownikami lub zasilaczami impulsowymi - trzeba by mierzyć RMS (do której harmonicznej?). Pominięcie np. 10-tej i wyższych może dać większy błąd, niż zakładana rozdzielczość.
    Postaraj się o analizę widma prądu w sieci i na tej podstawie oszacuj, jaka rozdzielczość ma jeszcze sens.
    Może TO: http://www.technologie.com.pl/norkom_l/pdf/P-S2RMS-S2.pdf wystarczy?
    Kontakt: http://www.technologie.com.pl/sprzed2.html .

    0
  • Pomocny post
    #10 30 Sie 2014 23:03
    1044571
    Użytkownik usunął konto  
  • #11 30 Sie 2014 23:07
    lesławek
    Poziom 31  

    I naprawdę podłączyłbyś to do sieci?

    0
  • Pomocny post
    #12 31 Sie 2014 00:07
    jekab
    Poziom 23  

    Bronek22 napisał:
    Ja nie widzę problemu.
    Bocznik 5A 100-200mV.
    Napięcie zmienne można wzmocnić 10 -100 razy. Wzmacniacze są precyzyjne.
    dalej wartość 1V AC przetwarzać na stałe, stale mierzyć przetowonikiem A-D.
    Do dziś używam woltomierza V-533. 100mV AC 4 cyfry.
    Problemy są z DC, bo jest pływanie zera. W AC tego nie ma.
    Wzmamcniając AC dryftu nie wzmacniamy.
    Zrobienie precyzyjnego wzmacniacza AC na scalaku to drobiazg.
    AC 50Hz można łatwo transformować trafem.
    Bocznik da ci precyzję pomiaru. Także w temperaturze.


    No nie mamy w AC dryfu .Dlatego precyzyjne wzmacniacze pomiarowe DC są tak naprawdę wzmacniaczami AC.
    Nazywa się to wzmacniaczem z przetwarzaniem i są gotowe konstrukcje układów.

    0
  • #13 31 Sie 2014 18:27
    yoachim95
    Poziom 15  

    Bardzo dziękuję za pomoc... :) Chyba skłonię się w kierunku bocznika :) Od początku gdzieś ta myśl siedziała mi w głowie jednak przeszkadzał mi brak separacji galwanicznej... :)

    0
  • #14 31 Sie 2014 19:26
    1044571
    Użytkownik usunął konto  
  • Pomocny post
    #15 31 Sie 2014 19:32
    Darom
    Specjalista elektryk

    Witam kolegów
    Kolega yoachim95 podjął się ciekawego wyzwania. Ja muszę się przyznać, że ja z dość podobnym tematem poległem. Otóż interesuję się sprawami jakości energii a że pracuję głownie w przemysłówce to nie raz musiałem wypożyczać analizatory jakości energii. Dlatego jakieś trzy lata temu postanowiłem na bazie mikrokontrolera wykonać własne, podobne do analizotora urządzenie. Z założenia miało być ono uproszczoną wersją analizatórów, proste, tanie i w wykonaniu do zabudowy na stałe.
    Ze względu na to, że interesuję się także przepięciami - dodatkowo urządzenie (w stosunku do analizatorów) posiada moduł analizy szybkich przepięć (osobny szybki przetwornik).
    Znaczną część prac zleciłem zaprzyjaźnionym studentom (nie jestem biegły w programowaniu mikrokontrolerów). Piszę tu o tym urządzeniu, bo w trakcie prac okazało się że:

    1. przebiegi szybkozmienne (harmoniczne) powodują większe wymagania odnośnie mocy obliczeniowej procesora. Jeśli ograniczylibyśmy się do pomiarów czystej sinusoidy (50Hz), bądź wartości maksymalnych - to zadanie robi się trywialne. "Wyłapanie" zmiany 10mA przy 5A jest dość proste (o ile dysponujemy przetwornikiem AC/DC o odpowiedniej rozdzielczości).
    Problem komplikuje się znacznie przy pomiarze wartości skutecznej w rzeczywistych warunkach z szeregiem harmonicznych. Aby sobie z tym poradzić i mieć zapas mocy obliczeniowej musieliśmy w końcu zastosować ARMa.

    2. przy pomiarze prądu dochodzą dodatkowe problemy. Jak podejść do pomiarów prądu. Używając analizatorów zazwyczaj na szynie czy przewodzie zapinamy odpowiednią sondę prądową (zazwyczaj cewkę Rogowskiego), która rozwiązuje nam kilka zagadnień miedzy innymi kwestię izolacji galwanicznej. Pamiętam, że sposoby budowy takich cewek podawał na forum kol. kondensator. W końcu jednak musiałem się poddać, gdyż wykonanie pomiarowych torów prądowych gwałtownie zwiększało koszt wykonania samego urządzenia niebezpicznie zbliżając je do urządzeń "fabrycznych". Może wrócę do tego, ale tylko w wersji do współpracy z przekładnikami prądowymi i raczej bez modułu śledzenia przepięć.

    Nie znam środowiska w którym bedzie pracowało urządzenie - czy harmoniczne mierzonego muszą być uwzględnione (do której) czy można jednak pokusić się z zastosowaniem metod uproszczonych.
    Czy wystarczy np. pomiar maksymalnej wartości i przeliczania na skuteczną współcznnnikem 0,707?
    Co do samej metody (prąd do 5A) raczej użyłbym pomiaru napięcia na boczniku - rozwiązując jakoś sprawę kontaktu urządzenia z otoczeniem w warunkach braku izolacji galwanicznej.

    pzdr
    -DAREK-

    0
  • Pomocny post
    #16 31 Sie 2014 19:33
    lesławek
    Poziom 31  

    Powiem szczerze że obawiałbym się... sam transoptor to może być trochę mało, zwłaszcza jak popatrzymy na zabezpieczenia choćby multimetrów, o układach automatyki nie wspominając. Może na jakiś krótki czas to tak, ale jeśli to urządzenie miałoby być podłączone do sieci ciągle i jeszcze bez nadzoru, to prędzej czy później...

    0
  • Pomocny post
    #17 31 Sie 2014 19:47
    Darom
    Specjalista elektryk

    lesławek napisał:
    Powiem szczerze że obawiałbym się... sam transoptor to może być trochę mało, zwłaszcza jak popatrzymy na zabezpieczenia choćby multimetrów, o układach automatyki nie wspominając. Może na jakiś krótki czas to tak, ale jeśli to urządzenie miałoby być podłączone do sieci ciągle i jeszcze bez nadzoru, to prędzej czy później...
    Jeśli kolega ma jakieś uwagi - są kontaktrony o podwyższonym napięciu izolacji >6,5kV i obniżonej pojemności. Wadą kontaktronu jest dość ograniczona przepustowość (jeśli chcemy przepychać dość znaczną ilość informacji).

    pzdr
    -DAREK-

    EDIT: oczywiście myślałem o transoptorach, ale nie wiem jakim cudem napisałem o kontaktronach :-)

    0
  • #19 03 Wrz 2014 21:51
    yoachim95
    Poziom 15  

    Znalazlem pewny sposob zwiazany z wspomnianymi przeze mnie w pierwszym poscie czujnikami i na dniach sprawdze jego dzialanie. Mam nadzieje ze ten sposob okaze sie trafny :) Jezeli nie wroce do zastanawiania sie nad przetwornikami lub bocznikiem :) Dziekuje za zaintereswanie oraz wszelaka pomoc :) W razie problemow na pewno bede dopytywal :)
    (Chwilowo korzystam z angielskiej wersji Linuxa i nie moge sprawnie uzywac polskich znakow)

    0
  • #20 13 Wrz 2014 14:32
    yoachim95
    Poziom 15  

    Jednak hallotrony w żaden sposób nie chcą działać tak jak powinny więc zdecydowałem się na zastosowanie bocznika...

    Bronek22 napisał:
    Ja nie widzę problemu.
    Bocznik 5A 100-200mV.[/b]

    Czy mógłbym prosić o podesłanie takiego bocznika? Znalazłem jakiś bocznik na 5A 60mV za chyba 140zł :O Do tego w opisie miał, że jest on do prądu stałego...

    0
  • Pomocny post
    #21 14 Wrz 2014 14:40
    1044571
    Użytkownik usunął konto  
  • #22 14 Wrz 2014 19:14
    yoachim95
    Poziom 15  

    Dziękuję bardzo za pomoc i udzielenie kilku wskazówek. :) Układ pomiarowy wraz z pozostałą elektroniką będzie zasilany z ładowarki Nokia AC-10E. Sygnał będzie przesyłany do mikrokontrolera, który będzie przetwarzał wynik... :)
    Miałem nadzieję, że podeślecie mi jakąś tańszą alternatywę bocznika... Byłbym bardzo zadowolony gdyby ktoś podsunął mi coś tańszego bo muszę zaopatrzyć się w takie dwa boczniki...

    Dodano po 7 [minuty]:

    Spadek napięcia z bocznika będę musiał wyprostować... Jak to zrobić najlepiej? Metoda z diodami prostowniczymi raczej odpada bo na nich wystąpi kolejny spadek napięcia... Następnie ten sygnał wzmocnię przykładowo 5X i to wrzucę najpewniej na wbudowany przetwornik ADC Atmegi... :)
    Czy można zastosować jakąś separację galwaniczną pomiędzy bocznikiem a układem pomiarowym bez strat na dokładności pomiaru (czy np. sam transoptor wystarczy czy to musi być specjalny układ)?

    0
  • Pomocny post
    #23 14 Wrz 2014 20:33
    Rzuuf
    Poziom 43  

    yoachim95 napisał:
    Spadek napięcia z bocznika będę musiał wyprostować
    - prostownikiem idealnym: wzmacniacz operacyjny + 2 diody.
    Lepiej: najpierw wzmocnić, a potem przetworzyć na DC(RMS).
    Separacja galwaniczna jest możliwa ze wzmacniaczem operacyjnym z optoizolacją, ale sam transoptor "solo" jest nieliniowy.
    Jeżeli optoizolację zastosujesz po przetwarzaniu A/C, to dokładności nie stracisz.

    0
  • Pomocny post
    #24 14 Wrz 2014 22:01
    Darom
    Specjalista elektryk

    Witam

    Świetnie, że w końcu kolega yoachim95 uchylił rąbka tajemnicy odnośnie tego jak chce dokonać pomiarów - czyli to o co pytałem pod koniec mojej wypowiedzi (#15).

    Czyli kolega chce przebieg wzmocnić, wyprostować i dopiero skierować go do ADC. Czyli będziemy mierzyć wartości maksymalne i na tej podstawie obliczać wartość skuteczną. Czy dobrze rozumiem? Jeśli tak to trochę mi się to nie podoba - wszystko będzie ok jeśli to będzie przebieg sinusoidalny (pierwsza harmoniczna), ale gdy pojawi się np. 3-cia to wartość maksymalna może spaść, a skuteczna wzrosnąć. Jak to się ma do tej założonej dokładności pomiarów? Chyba, że są jakieś proste metody przetworzenia AC na DC (RMS) (coś tam kol. Rzuuf pisał).

    Jeśli co to ja bym dodał drugi mikrokontroler (np ATtiny - chociaż nie wiem czy on ma ADC), którego zadaniem byłoby tylko mierzenie AC i obliczanie wartości RMS dla danego okresu.

    yoachim95 napisał:
    Jednak hallotrony w żaden sposób nie chcą działać tak jak powinny więc zdecydowałem się na zastosowanie bocznika...

    Problemy z szumami przy małych wartościach prądu?
    Jeśli chodzi o bocznik to wystarczył by ok. 1m przewodu Cu 1,5mm2. Przy 5A powinien dać 50mV.

    pzdr
    -DAREK-

    Dodano po 38 [minuty]:

    Tutaj taka moja mała errata do poprzedniego postu. Spojrzałem na temperaturowy współczynnik rezystancji dla miedzi. Wydawało mi się, że jest o rząd wielkości mniejszy a tu masz babo placek :-( wynosi on 3,9*10^-3 [1/K]. To nie mało, bo będzie nam robił błedy przy 5 A (przewód może się wtedy nagrzać i o 10st).

    Więc to nie jest najlepszy sposób na bocznik - przy takich wymaganiach na dokładność. Lepiej poszukać na złomie jakogoś amperomierza ....

    0
  • #25 14 Wrz 2014 22:12
    yoachim95
    Poziom 15  

    Podsumowując - chcę mierzyć natężenie prądu w obwodzie 230V AC (sieciowe 230V) w dwóch gałęziach i potem te wyniki mają trafić do mikrokontrolera, który będzie monitorował wartość natężenia w obwodzie oraz do układu, który będzie porównywał te wyniki i w momencie wystąpienia różnicy w napięciach z boczników da znać mikrokontrolerowi... Generalnie chcę mieć w dwóch punktach to samo natężenie prądu oraz znać jego wartość... We wspomnianym moim poście podane są bardzo orientacyjne wartości, ponieważ nie mam ostatecznej metody na pomiar natężenia...

    Darom napisał:

    Świetnie, że w końcu kolega yoachim95 uchylił rąbka tajemnicy odnośnie tego jak chce dokonać pomiarów - czyli to o co pytałem pod koniec mojej wypowiedzi (#15).

    Wydaje mi się, że wspomniany sposób byłby właśnie tym, co mi potrzebne. :)

    Cytat:
    Czyli kolega chce przebieg wzmocnić, wyprostować i dopiero skierować go do ADC. Czyli będziemy mierzyć wartości maksymalne i na tej podstawie obliczać wartość skuteczną. Czy dobrze rozumiem? Jeśli tak to trochę mi się to nie podoba - wszystko będzie ok jeśli to będzie przebieg sinusoidalny (pierwsza harmoniczna), ale gdy pojawi się np. 3-cia to wartość maksymalna może spaść, a skuteczna wzrosnąć. Jak to się ma do tej założonej dokładności pomiarów? Chyba, że są jakieś proste metody przetworzenia AC na DC (RMS) (coś tam kol. Rzuuf pisał).

    Na podstawie tego co mi koledzy wcześniej napisali oraz tego co wyczytałem gdzieś w innych podobnych wątkach chciałem dokładnie tak zrobić. To prąd sieciowy może mieć takie zniekształcenia? Bardzo proszę o jakieś drobne info na ten temat (harminiczne) bo prąd AC dla mnie to jednak dużo bardziej skomplikowana sprawa niż prąd DC, który trochę bardziej ogarniam, a info na wikipedii dla mnie jest mało zrozumiałe... :)


    Cytat:
    yoachim95 napisał:
    Jednak hallotrony w żaden sposób nie chcą działać tak jak powinny więc zdecydowałem się na zastosowanie bocznika...

    Problemy z szumami przy małych wartościach prądu?
    Jeśli chodzi o bocznik to wystarczył by ok. 1m przewodu Cu 1,5mm2. Przy 5A powinien dać 50mV.

    Tutaj jest odpowiedź na to pytanie - Link z tym wyjątkiem, że teraz potrzebuję tych pomiarów do innych celów niż opisane w temacie. :)
    Dodatkowo próbowałem złożyć taki układ jak na Figure 6, jednak on w ogóle mi nie działa. :( Jutro pobawię się z tym układem bo może składając układ na płytce stykowej zrobiłem gdzieś zwarcie albo korzystam ze złych wzmacniaczy operacyjnych (LM358AN)...
    Wolałbym skorzystać z jakiegoś rezystora lub gotowego bocznika aby wykonać ten pomiar... Odstrasza mnie jednak cena niektórych boczników (przełknąłbym cenę ok. max. 30zł za sztukę).
    :arrow: Czy zastosowanie, np. takiego czegoś mogłoby być http://www.tme.eu/pl/details/pwr4412-2sdr01f/rezystory-drutowe-5w/bourns/pwr4412-2sdr0100f/# :?:

    Dodano po 5 [minuty]:

    Cytat:
    Lepiej poszukać na złomie jakogoś amperomierza ....

    Muszę ten pomiar koniecznie zrealizować za pomocą mikrokontrolera...

    0
  • #26 14 Wrz 2014 23:43
    1044571
    Użytkownik usunął konto  
  • #27 15 Wrz 2014 00:09
    yoachim95
    Poziom 15  

    Nie chciałem mówić o tym wprost ale w sumie podałem wystarczająco danych żeby wpaść na dobry trop. Właśnie częścią mojego projektu jest wykonanie w ten sposób "roznicowki". Doskonale wiem co ma robić mikrokontroler (ogólne założenia) bo wymyśliłem sobie wlasny projekt i teraz mam na myśli przykładowo interpretację wyników pomiarów i odpowiednie sterowanie innymi układami. Pomimo stwierdzenia już w drugim moim temacie, że jestem zielony w tych tematach zaskocze Cię kolego - to nie projekt dla gościa po studiach tylko dla ucznia technikum elektronicznego :D Pomimo faktu, że moja wiedza nie jest powalającą to cieszy mnie mój poziom ambicji. :D Pomysł z miedzianym przewodem i amperomierzem ze złomu nie był mój dla ścisłości ;) Wiem że bocznik ma zaciski prądowe i napieciowe i wiem jak wygląda typowy bocznik ale na 99% jestem pewien że zwykłego rezystora też da się użyć jako bocznika, ale musi on mieć odpowiednie parametry i pewnie nie zagwarantuje aż takiej jakości pomiaru jak typowy bocznik.
    Wolalem zapytać o bocznik bo średnio mi się podoba pomysł wydania 280zl na 2 boczniki... Jeżeli kolega Bronek zna jakiś sposób na wykonanie RCD w inny sposób niz gotowy wylacznik to bardzo proszę o nakierowanie... ;)

    0
  • #28 15 Wrz 2014 08:31
    Darom
    Specjalista elektryk

    yoachim95 napisał:
    Cytat:
    Lepiej poszukać na złomie jakogoś amperomierza ....

    Muszę ten pomiar koniecznie zrealizować za pomocą mikrokontrolera...


    Chodziło mi o to, że w starych amperomierzach są boczniki. Sam kiedyś miałem trochę takich amperomierzy prądu stałego (po likwidacji pracowni elektrycznej) i pamiętam, że z tyłu miały boczniki. Od biedy można się posiłkować uszkodzonymi miernikami uniwersalnymi (tymi za 20zł w markecie) tam też jest zakres prądowy 10A i jest wewnątrz bocznik.

    pzdr
    -DAREK-

    0
  • #29 15 Wrz 2014 08:52
    1044571
    Użytkownik usunął konto  
  • Pomocny post
    #30 15 Wrz 2014 08:57
    retrofood
    Moderator

    yoachim95 napisał:
    Wiem że bocznik ma zaciski prądowe i napieciowe i wiem jak wygląda typowy bocznik ale na 99% jestem pewien że zwykłego rezystora też da się użyć jako bocznika,


    Przypominam, że 10 mA to 0,2% z 5A, a więc klasa dokładności bocznika musi ten fakt uwzględniać. W całym zakresie pomiaru. Do tego dojdą jeszcze inne błędy, chociażby temperaturowe i odczytu ostatniej cyfry.
    Radziłbym jednak przestudiowanie jakiegoś podręcznika do miernictwa elektrycznego.

    0
  Szukaj w 5mln produktów