Erläuterung zur Methode zur Überwachung des Stroms von einer Stromversorgung

Ich bin kürzlich auf eine interessante Möglichkeit gestoßen, Strom zu überwachen, war mir aber nicht sicher, wie es genau funktioniert. Ebenso hatte ich gehofft, dass jemand erklären könnte, wie das Gerät den Strom misst.

Blockdiagramm

Das grün dargestellte Objekt ist ein Hochspannungs-Elektrofilter , der maximal 30 kV und 10 mA ausgeben kann (der Konstrukteur gab jedoch an, dass die Last normalerweise nur 1-3 mA zieht).

Von links nach rechts wird das erste Voltmeter zum Messen des Stroms aus der positiven Leitung verwendet (das andere Voltmeter verwendet einen Spannungsteiler, um die Spannung zu ermitteln, aber dieser Abschnitt ist für die Frage irrelevant). Interessant ist, dass das Gerät tatsächlich ein Voltmeter und kein Amperemeter ist. Das Voltmeter wird auf etwa 3000 mV DC eingestellt.

Interessanter ist, dass die vom Voltmeter ganz links gelieferten Messwerte (in mV) die genaue Anzahl der Milliampere liefern, die die Last (dargestellt als Kästchen unter dem Ballastwiderstand) verbraucht.

Ebenso war ich neugierig, warum das so ist und welche Mathematik hinter diesem Effekt stecken könnte?

Antworten (2)

Der 10-Ohm-Widerstand wirkt einfach als Strom-Spannungs-Wandler, da er mit der Last in Reihe geschaltet ist. Nach dem Ohmschen Gesetz ist die Spannung über dem Widerstand in Volt einfach das 10-fache des Stroms durch den Widerstand in Ampere. Der Umrechnungsfaktor ist jedoch so, dass der Strom in Milliampere 1/10 der Spannung in Millivolt beträgt, da der Wert des Widerstands 10 0 Ohm beträgt.

Wenn ich also einen 1-Ohm-Widerstand anstelle eines 10-Ohm-Widerstands verwenden würde, würde dies eine Umwandlung von 1 mV in 1 mA ermöglichen?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Abbildung 1. Ein 20-kΩ/Volt-Multimeter im alten Stil.

Der Mechanismus dieser Multimeter mit beweglicher Spule zeigt den Skalenendwert bei einem sehr niedrigen Strom an. Wir können diesen Strom berechnen, indem wir uns die Ω/V-Zahl für einen bestimmten Bereich ansehen.

  • Die empfindlichste ist 2,5 V und die Impedanz des Messgeräts in diesem Bereich wäre 2,5 × 20 k = 50 kΩ.
  • Der Strom, der dem zu testenden Schaltkreis bei Vollaussteuerung entnommen würde, kann aus dem Ohmschen Gesetz als berechnet werden ICH = v R = 2.5 20 k = 0,125   mA .

Wir können ein Multimeter herstellen, indem wir einige Schalter und Widerstände in Reihe schalten, um höhere Spannungen zu messen, und Widerstände parallel (als Strom-"Shunt" bezeichnet) mit der Spule zum Messen höherer Ströme.

Es sollte einfach genug sein, sich vorzustellen, dass ein empfindliches Messgerät den Spannungsabfall über dem in Ihrem Diagramm gezeigten externen Strom-Shunt überwachen kann. Sobald der Innenwiderstand des Messgeräts bekannt ist, kann er bei der Auswahl des Shunt-Widerstands berücksichtigt werden. In Ihrem Fall messen Sie über einen 10-Ω-Widerstand, sodass die Stromaufnahme des Messgeräts bei etwas mehr als 60 kΩ parallel (weil Sie 3 V messen) unbedeutend wäre.

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