Wie misst man Versorgungsströme von 1 μA bis 10 mA?

Ich baue einen batteriebetriebenen Datenlogger mit einem Mikrocontroller und mehreren Sensoren. Ich möchte den Versorgungsstrom von Einzelteilen mit Ruheströmen im μA-Bereich und Spitzenströmen im niedrigen mA-Bereich messen. Der Strom ist nicht konstant, was ein einfaches Multimeter ausschließt.

Normalerweise würde ich (vorübergehend) Ferritperlen auf der Platine durch einen 10-Ω-Widerstand ersetzen und den Spannungsabfall mit meinem DS1104Z-Oszilloskop messen. Der Spannungsabfall von einigen μV bei 1 oder 2 μA Strom geht jedoch einfach im Rauschen unter und Spitzenströme von ~10 mA führen bereits zu einem merklichen Versorgungsabfall (eine Erhöhung des Widerstands kommt also nicht in Frage).

Ich habe darüber nachgedacht, eine kleine Platine mit einem 5-Ω-Widerstand und einem OPAMP zu bauen, der auf etwa 100-fache Verstärkung eingestellt ist, aber zuerst wollte ich wissen, ob dies eine gute Idee ist oder ob Sie erschwingliche, fertige Lösungen kennen. Offensichtlich muss die Bandbreite nicht hoch sein, aber eine gewisse Genauigkeit wäre wünschenswert.

Vielen Dank im Voraus.

Michael

Antworten (1)

Wenn Sie den durchschnittlichen Strom wünschen und die hohen Stromspitzen kurz sind, können Sie einen höherwertigen Widerstand mit einem Kondensator parallel schalten, damit die Spannung nicht übermäßig abfällt. Sie könnten einen Widerstand mit höherem Wert parallel zu einer Schottky-Diode schalten (um niedrige Strommessungen ohne Beeinträchtigung der Funktionalität zu erhalten) und separate Messungen von hohem und niedrigem Strom durchführen. Diese Methoden waren für meine Zwecke ausreichend.

Fragen zum Einkaufen sind hier nicht Thema, aber Dave Jones von eevblog notority bietet ein Produkt für diesen Zweck an. Sie könnten es sogar selbst bauen, da er den Schaltplan veröffentlicht, aber es ist sinnvoller, es zu kaufen. Er verwendet Shunt-Widerstände mit niedrigem Wert und einen sehr niedrigen Vos-Verstärker.

Gute Idee mit der Schottky-Diode parallel, um den Spannungsabfall zu begrenzen. Vielen Dank auch für die Inkognito-Produktempfehlung, ich wusste, dass jemand dieses Problem vor mir haben musste.
Leider ist es an vielen Orten auf diesem Planeten nicht möglich, es zu kaufen
+1 für die uCurrent-Empfehlung. Ich hatte vor einiger Zeit einen aus Australien (in die USA) verschickt.
@PlasmaHH Ja, und es aus rostigen LM741s zu bauen, wird auch nicht so gut funktionieren, aber ich habe versucht, einige wirtschaftliche Alternativen zu bieten.