Was ist der Vorteil eines Strom-Shunt-IC gegenüber einem differenziellen ADC über den Shunt?

Ich versuche, DC 25 A über einen 0,005-Ohm-Shunt-Widerstand zu messen. Bei meiner Recherche habe ich den TI INA169 gefunden, einen Strom-Shunt-Monitor-IC. Das Datenblatt sagt jedoch, dass es einen Gesamtausgabefehler von ~ 1% hat. Bei 25 A wären dies 0,25 A. Ich versuche, auf 0,01 A genau zu messen.

Bei 25A durch den Widerstand sind das 125mV. Wenn ich einen differenziellen ADC wie den ADS1115 (16 Bit, 1 für Vorzeichen und 15 für Wert) hätte, wäre das dann nicht eine genauere Lösung, wenn ich die Spannungsdifferenz zwischen dem Shunt messen würde?

Was ist die tatsächliche Genauigkeit, die ich beim INA169 erwarten könnte, wenn ich die Ausgabe mit dem ADS1115 in einer Single-Ended-Konfiguration messen würde? Wären es realistischerweise mehr als 1 %?

Ein Chip ist ein ADC, der andere erzeugt einen Strom proportional zur Eingangsspannungsdifferenz. Zwei völlig unterschiedliche Anwendungen, nicht sicher, warum Sie versuchen, sie zu vergleichen.
Mit dem aktuellen Leseverstärkerchip würde ich den Ausgang mit einem ADC messen. Mit dem Differenz-ADC kann ich jedoch nur die Spannungsdifferenz des Shunt-Widerstands ohne den Chip messen. Ich frage mich, ob das wirklich möglich ist.
Anstatt eine genauere (ist es wirklich genauere ??) Komponente in Ihr Design zu "werfen", müssen Sie die Toleranzen im gesamten System berücksichtigen. Der INA169 ist eine völlig andere Komponente als der ADs1115, wie können diese also verglichen werden? Sie sollten sich zuerst über Toleranzen und Genauigkeiten informieren, bevor Sie eine sinnvolle Diskussion darüber führen können. Sie können mit dem INA169 ein besseres Setup als 1% aufbauen, wenn Sie es kalibrieren .
Die Genauigkeit von 0,01 A über 25 A beträgt 0,04 %. Um dies zu gewährleisten, fällt mir als erstes die Toleranz des Shunt-Widerstands ein. Haben Sie tatsächlich einen 5-mOhm-Widerstand mit 0,04 % Toleranz gefunden? Ich bin mir nicht sicher, ob das, was Sie erreichen wollen, realistisch ist.
Ich habe einen Widerstand mit einer Genauigkeit von 0,1% gefunden. Ich versuche nur, die bestmögliche Genauigkeit zu erreichen. Was ist die normale Genauigkeit, mit der Menschen messen?
Sie benötigen keine Gesamttoleranz/-genauigkeit von 0,04 %, solange Sie kalibrieren können . Auch die Komponentendrift kann herauskalibriert werden, aber wenn Sie Komponenten mit einer hohen Drift verwenden (sie ändern ihre Eigenschaften im Laufe der Zeit), müssen Sie häufiger kalibrieren.
Es gibt kein "normal", wenn ich Schaltungen für den Einsatz in einem IC entwerfe, muss ich mit Komponenten mit Toleranzen von bis zu 20 % entwerfen. Auf einer Leiterplatte könnte ich 1% Widerstände haben. Ein teures Tischmultimeter kann eine Basistoleranz von 0,01 % haben. Es gibt kein "Normal", es hängt von den Umständen ab und davon, was Sie sich leisten können (Komponenten mit geringerer Toleranz werden exponentiell teurer).
Kann ich irgendwo lernen, wie man die Genauigkeit mit mehreren Komponenten berechnet?
Ja: Notieren Sie die Toleranzen für die gesamte Kette. Aber noch einmal, wollen Sie etwas bauen, das sofort auf 0,04 % genau ist? Wenn ja, wird es Sie viel kosten. Oder bauen Sie ein Setup mit 5 % Genauigkeit, kalibrieren es dann aber auf 0,01 % genau? Der zweite ist viel billiger.
Die zweite Option :). Aber wenn die Kalibrierung nur Offsets entfernen kann, wenn der Messwert selbst nur 1% genau ist, wie würde die Kalibrierung dies genauer machen? Oder ist der größte Teil der Ungenauigkeit auf Offsets zurückzuführen.
Die Ablesegenauigkeit von 1 % wird durch die Offsets verursacht. Wenn Sie diese also herauskalibrieren, können Sie unter die Genauigkeit von 1 % kommen. Bitte lesen Sie: meettechniek.info/measurement/accuracy.html , um ein Verständnis zu erlangen
@FakeMoustache Calibration kann sicherlich helfen, aber bei den vom OP geforderten Pegeln (0,01 A in 5 mOhm sind 50 µV) kann das Rauschen erheblich sein. Und Rauschen kann nicht herauskalibriert werden. Design wird sicherlich nicht einfach sein.
@dim Ich stimme voll und ganz zu, dass dies kein einfaches Design ist, sicherlich nichts für eine unerfahrene Person. Um das Rauschen zu reduzieren, würde ich nach Möglichkeit Filtern und / oder Mittelwertbildung verwenden (die Messung nicht zu sehr verlangsamen).
Was ist Ihre Anwendung? Dies wird Ihnen sagen, was Ihre benötigte Genauigkeit ist. Dann können wir von dort aus arbeiten, um zu sehen, welche Komponenten und Techniken diese Genauigkeit liefern können. Was ist „normal“? Mein DMM-Amperemeter gibt etwa +/- 2% an. Wenn ich etwas Besseres brauche, arbeite ich wahrscheinlich im Labor für Kalibrierstandards, anstatt auf einer Hobbyseite Fragen zu stellen.
Es gibt eine andere Möglichkeit, Strom zu messen. Sie können einen DC-bewerteten Hall-Effekt-Sensor verwenden. Ein Beispiel ist der ACS714. Dies hilft, das Verlustleistungsproblem mit Ihrem Shunt zu mindern.

Antworten (1)

Der Vorteil des INA169 besteht darin, dass er Strom auf der hohen Seite der Spannung messen kann, 30 oder 40 Volt über Ihrer Logikpegelversorgung. Sie könnten eine genauere Messung direkt mit dem ADC durchführen, aber Sie müssen eine Spannung haben, die sowohl proportional zum Strom ist als auch im 5-Volt-Bereich der ADC-Eingänge liegt, sodass Sie zusätzliche Schaltungen benötigen, um diese Aufgabe auszuführen. Es ist eine Herausforderung, diese Art von Schaltung zu bauen, da alle Komponenten die gewünschte Präzision aufweisen müssen. Denken Sie daran, dass der von Ihnen gewählte Shunt-Widerstand 3,125 W abführt, daher stimme ich @dim zu, dass der Messwiderstand wahrscheinlich nicht in diesem Genauigkeitsbereich bleibt, wenn er sich erwärmt, und selbst Leiterbahnen auf der Platine wirken sich auf die Messung bei diesem niedrigen Widerstand aus .

Außerdem hat der INA169 eine Bandbreite von bis zu 100 kHz. Der ADC läuft mit 860 Hz im 16-Bit-Modus oder 3300 Hz im 12-Bit-Modus. Ich bin übrigens auf 3,125W gekommen. 25*25*0,005 = 3,125, nein?
@mkeith du hast recht! 3,125 W
Was ist der Vorteil eines Strom-Shunt-IC gegenüber einem differenziellen ADC über den Shunt?
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