Stromsensor mit Instrumentenverstärker (LT1167)

Ziel
Ich versuche, einen Stromsensor herzustellen, der Strom bis zu 5 A genau messen kann. Dazu verwende ich einen Instrumentenverstärker (LT1167), um die Spannungsdifferenz zwischen einem Stromshunt von 0,01 Ω zu messen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Beschreibung des Schemas
SW1, SW2 und SW3 werden verwendet, um die Verstärkung des Instrumentenverstärkers einzustellen. Für jeden der Eingänge ist ein Spannungsteiler implementiert, da der Stromsensor in der Lage sein muss, Strom zu messen, wenn die Last sowohl auf der High-Side als auch auf der Low-Side liegt.

Ohne den Spannungsteiler wird +IN auf 14 V gezogen und eine Spannung größer als 14 V wird intern im LT1167 erzeugt. Da die Versorgungsspannung 14 V beträgt, kann der Instrumentenverstärker keine Spannung über 14 V erzeugen. Dies führt zu einem Fehler in der Ausgabe.

Der Spannungsteiler wird verwendet, um die Eingangsspannungen um den Faktor 4 abzusenken. Dadurch wird die Gesamtverstärkung um den Faktor 4 verringert. Die Verringerung der Verstärkung wird berücksichtigt, indem die Werte für die Verstärkungseinstellwiderstände sorgfältig ausgewählt werden.

Problem mit der Schaltung
Die Ausgangsspannung verhält sich nicht wie erwartet.
  dh. Der Ausgang folgt nicht dieser Formel:
  AUSGANG = G · I_shunt,
  wobei G = (0,01/4) · (49400/Rg + 1)

Hier sind einige Daten: Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein
Warum passiert das und wie behebe ich dieses Problem?

Antworten (1)

[Dies begann als Kommentar, aber ich habe keinen Platz mehr.]

Zunächst einmal Willkommen bei EE.SE.

Zweitens möchte ich mich gegen die Spannungsteiler an den Eingängen äußern. Angenommen, die Widerstände in den Teilern betragen 1 %, dann ist die durch die Fehlanpassung zwischen den Teilern verursachte Spannungsdifferenz vergleichbar (nicht viel kleiner) mit dem Spannungsabfall am Messwiderstand. Sie können diese Hypothese testen, indem Sie die hohen Seiten der Spannungsteiler miteinander verbinden (dh den Messwiderstand abstützen) und den Ausgang des InAmp beobachten.

Eine andere Sache, die Sie versuchen sollten, ist, Ihre InAmp-Schaltung ohne die Teiler zu testen. (V3 müsste auf eine niedrigere Spannung eingestellt werden.)

Typischerweise erfolgt die High-Side-Strommessung in einer solchen Situation mit Hilfe eines Stromspiegel-ICs. Siehe diesen Anwendungshinweis und einen weiteren .

Stromsensor mit Instrumentenverstärker (LT1167)
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