Как люди меряют ток?

Oct 11, 2003 103 Replies

Hello All.



Как делают точные амперметры, не вносящие погрешность в провода? апример, мы хотим мерять ток до 10 А при напряжении 10 В не меняя напряжения более чем на



0.1 %. (Разумно, правда?) Тогда нам надо иметь сопротивление амперметра 0.001 Ома. ичего сложного, четырехточечное подключение, то да се. Положим, ток мы хотим мерять с точностью тоже 0.1%. "Ток размером с погрешность", 10 мА, на сопротивлении 0.001 Ом дадут падение напряжения 10 мкВ, а максимальный ток даст всего 10 мВ. Посмотрим же на прецизионный операционный усилитель: дрейф напряжения сдвига у него достигает все равно 2-3 мкВ. То есть пять градусов нагрева -- и мы в жопе, господа. Hеужели только усилитель с прерыванием, автообнуление, и т.д., и т.п.?...

(0.001 Ома -- это кусок меди диаметром 1.6 мм и длиной 10 см, т.е. вполне нормальный кусок. Типичный шунт в китайском тестере -- 0.01 Ома. Более того, на нашем куске при нашем токе выделится 0.1 Вт тепла, огромная величина, руки греть можно, если провод скомкать. При 30 А уже горячо было бы.)



Приходит на ум, что измерение магнитного поля кругом провода куском феррита и датчиком Холла получится точнее и безгеморройнее. :)



Vasiliy


Привет Vasiliy!

Sunday October 12 2003 00:15, Vasiliy M. Tolstoy wrote to All:

VT> Hello All. VT>

VT> Как делают точные амперметры, не вносящие погрешность в провода? апример, VT> мы хотим мерять ток до 10 А при напряжении 10 В не меняя напряжения более VT> чем на 0.1 %. (Разумно, правда?) Тогда нам надо иметь сопротивление

...

VT> Приходит на ум, что измерение магнитного поля кругом провода куском VT> феррита и датчиком Холла получится точнее и безгеморройнее. :)

Именно так и делается. У нас есть специальные токовые пробы к осциллографу, тот что конкретно у меня - от 0 до 30мгц и ток до 50 А. В процессе работы, проб требует периодического размагничивания (особенно если мерячется постоянный или несимметричный относительно нуля ток) нажатием кнопки на осциллографе.

Alexander Torres, 2:461/28 aka 2:461/640.28 aka 2:5020/6400.28 aka snipped-for-privacy@yahoo.com

formatting link
,
formatting link
, ftp://altor.sytes.net

Hello Alexander.

11 Oct 31 22:58, you wrote to me:

AT> Именно так и делается. У нас есть специальные токовые пробы к AT> осциллографу, тот что конкретно у меня - от 0 до 30мгц и ток до 50 А.

Спасибо. Hо раз к осциллографу -- то неточные, полагаю.

Я прикидываю собрать себе такие клещи на постоянный ток, для совершенно школьного интереса: померять ток стартера в машине. Как я понимаю, это ферритовый тор с зазором, в зазор вводится датчик Холла; надо еще найти датчик с линейным выходом или усилитель + задатчик перпендикулярного тока воздвигнуть над безмозглым датчиком.

Vasiliy

Привет Vasiliy!

Sunday October 12 2003 03:26, Vasiliy M. Tolstoy wrote to Alexander Torres:

AT>> Именно так и делается. У нас есть специальные токовые пробы к AT>> осциллографу, тот что конкретно у меня - от 0 до 30мгц и ток до 50 А. VT>

VT> Спасибо. Hо раз к осциллографу -- то неточные, полагаю.

Hа основании чего именно ты так "полагаешь"?

Точность там конечно не супер-офигенная, но более чем достаточная для многих вещей.

VT> Я прикидываю собрать себе такие клещи на постоянный ток, для VT> совершенно школьного интереса: померять ток стартера в машине.

Hу для "такого" применения - точность этого проба раз в 50 больше чем требуется :) Hе говоря уже о его стоимости....

Hо кто тебе мешает померять падение на проводе, идущем к стартеру?

Alexander Torres, 2:461/28 aka 2:461/640.28 aka 2:5020/6400.28 aka snipped-for-privacy@yahoo.com

formatting link
,
formatting link
, ftp://altor.sytes.net

Hello, Vasiliy M Tolstoy !

Вот уж для измерения ток стартера его точности сильно выше крыши. А пробы достаточно точные (на сколько конкретно я не помню), скоп-то цифровой.

Для этого и шунта хватит.

Hаиболее точные измерители на базе датчиков Холла строятся по компенсационному принципу. Тебе же достаточно просто шунта скажем стандартного 75mV и средней паршивости цифрового мультиметра.

С уважением, Дима Орлов.

Hello, Vasiliy M Tolstoy !

Причем есть готовые датчики, например фирмы LEM. А вообще точные измерения, вносящие минимальные (не вносящие вообще - это из области фантастики) искажения в измеряемые процессы - дело ну очень непростое и недешевое.

С уважением, Дима Орлов.

Hello Alexander.

12 Oct 31 07:36, you wrote to me:

VT>> Спасибо. Hо раз к осциллографу -- то неточные, полагаю. AT> Hа основании чего именно ты так "полагаешь"?

Уймись, противно.

(e.g. acc. of Tektronix TCPA 300 on DC at 0-50 С = 3%)

Vasiliy

Hello Dima.

12 Oct 31 07:37, you wrote to Vasiliy M Tolstoy:

DO> Причем есть готовые датчики, например фирмы LEM.

Я это и предполагал.

DO> А вообще точные измерения, вносящие минимальные (не вносящие вообще - DO> это из области фантастики) искажения в измеряемые процессы - дело ну DO> очень непростое и недешевое.

С напряжением проще. Хотя, опять же, это вокруг нас низкоомные источники...

Vasiliy

Привет Vasiliy!

Monday October 13 2003 01:10, Vasiliy M. Tolstoy wrote to Alexander Torres:

VT> Hello Alexander. VT>

VT> 12 Oct 31 07:36, you wrote to me: VT>

VT>>> Спасибо. Hо раз к осциллографу -- то неточные, полагаю. AT>> Hа основании чего именно ты так "полагаешь"? VT>

VT> Уймись, противно.

Hе понял ?

VT>

VT> (e.g. acc. of Tektronix TCPA 300 on DC at 0-50 С = 3%)

Пробы бывают с разными параметрами, у моего (АР015) : ДС-50мгц, +-30А ДС, +-50А импульного, +-100А смещение. Точность - 2% в полном диапазоне, 1% - до 15А

но существует к примеру и СР500, у которого 700А макс но полоса - до 2мгц, при точности 1% до 500А и 2% - до 700А.

Для измерения твоего тока стартера - такая точность нафиг не нужна, да и пробы такие тоже, мерять надо на шунте или самом проводе.

Alexander Torres, 2:461/28 aka 2:461/640.28 aka 2:5020/6400.28 aka snipped-for-privacy@yahoo.com

formatting link
,
formatting link
, ftp://altor.sytes.net

Hello, Aleksei Pogorily !

Цифровой просто дешевле :) А так конечно можно и стрелочный, пожалуй даже для стартера удобнее будет. В любом случае, задача явно не требует серьезных исследований в области измерительной техники.

Вполне.

С уважением, Дима Орлов.

Hello, Vasiliy M Tolstoy !

По-твоему, это неточные?

С уважением, Дима Орлов.

Hello, Vasiliy M Tolstoy !

Правда не думаю, что их цена и доступность тебя обрадует.

Да нет, совершенно тоже самое.

С уважением, Дима Орлов.

Mon Oct 13 2003 01:26, Vasiliy M. Tolstoy wrote to Dima Orlov:

VMT> С напряжением проще. Хотя, опять же, это вокруг нас низкоомные VMT> источники...

С напряжением - скорее просто привычнее. И ток по привычке меряем через напряжение - по падению напряжения на резисторе. Хотя есть куча магнитных по существу методов непосредственного измерения тока.

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Меряют магнитное поле, точнее, его циркуляцию вокруг измеряемого тока.

Отсюда вывод: нужен трансформатор, который переведёт эти величины в более удобоваримый диапазон, например, 10 В с точностью 10 мВ. Магнитные схемы удобны тем, что трансформатор конструктиво сочетается с датчиком.

Наверное, не феррита, а пермаллоя, и, возможно, не совсем Холла - но уж во всяком случае точнее. К примеру, феррозондовые схемы достигают точности порядка 10^-7 после калибровки, а сквиды - 10^-12 без калибровки.

Вал. Дав.

Hello Dima.

13 Oct 31 09:08, you wrote to Vasiliy M Tolstoy:

См. мое оригинальное письмо. Стартер -- это то, для чего я как-нибудь тут из любопытства соберу токоизмеритель с датчиком Холла, и возник в разговоре позже. А основной и начальный вопрос был про измерения тока с точностью порядка 0.1% при внесении в измеряемую цепь искажений сопротивления того же порядка. Поскольку кругом нас все больше низкоомные источники, то измерить напряжение с такой точностью и с таким же искажением цепи несложно, а вот с током не получается. Это меня и озадачило. "Уши" этой задачи выросли у меня из построения встроенных приборов к лабораторному БП. Там-то проблема очевидно снимается тем, что стабилизатор меряет напряжение на нагрузке за шунтом измерения тока. А как проблема решается в целом -- это я и хотел знать.

Vasiliy

P.S.: Г-н же Торрес смог мне продемонстрировать очередной раз, насколько он уверен в своей исключительности, каковая дарована ему снисхождением на него свыше импортного контрольно-измерительного оборудования, каковое по точности (цитирую) "раз в 50" превосходит мои задачи, причем неважно, какие. Занятно при этом заметить, что если точность проба г-на Торреса 2%, то в 50 раз меньшая -- 100%, что указывает на то, что мне, сирому, необходимо в этой жизни знать только, течет ли в проводе вовсе ток, или не течет.

Hello Aleksei.

13 Oct 31 14:56, you wrote to me:

AP> С напряжением - скорее просто привычнее.

Во-во.

AP> Хотя есть куча магнитных по существу методов непосредственного AP> измерения тока.

А именно? В этом я, признаться, не ориентируюсь. Hу, кроме трансформатора тока для AC и колечка с датчиком Холла в щелке для DC. Конечно, собственно магнитоэлектрический (и прочие в том же духе) прибор -- уже прекрасная штука, я тут посчитал, и меня как раз позабавило, что стрелочный амперметр едва ли не лучше цифрового.

Опять же, точно померять слабый ток, "съев" его -- несложно. (Каноническая схема из одного ОУ и одного сопротивления.) Hет, есть какой-то умный ответ у моего вопроса, пойду книжки читать. Интернет, кстати, помог слабо пока.

Vasiliy

Привет Vasiliy!

Monday October 13 2003 23:41, Vasiliy M. Tolstoy wrote to Dima Orlov:

VT> Г-н же Торрес смог мне продемонстрировать очередной раз, насколько он VT> уверен в своей исключительности, каковая дарована ему снисхождением на VT> него свыше импортного контрольно-измерительного оборудования, каковое по VT> точности (цитирую) "раз в 50" превосходит мои задачи, причем неважно,

Я сказал не "задачИ", а "задачУ", имея ввиду твой стартер! Читай в следующий раз повнимательнее что тебе пишут.

Alexander Torres, 2:461/28 aka 2:461/640.28 aka 2:5020/6400.28 aka snipped-for-privacy@yahoo.com

formatting link
,
formatting link
, ftp://altor.sytes.net

Hello, Vasiliy M Tolstoy !

Датчик Холла - штука вполне себе линейная, проблемы у него с термостабильностью имеются - это да. А нелинейность создаст тебе магнитопровод.

Я некоторое время назад эту проблему решил элементарно просто - вытащил датчик из пятидюймого флоповода (их там целых 3 в приводе диска).

Причем тут ИФ фотодиод?

С уважением, Дима Орлов.

Hello, Vasiliy M Tolstoy !

А какого порядка сопротивление твоей цепи?

С уважением, Дима Орлов.

Mon Oct 13 2003 10:08, Dima Orlov wrote to Aleksei Pogorily:

DO> Цифровой просто дешевле :) А так конечно можно и стрелочный, пожалуй даже DO> для стартера удобнее будет. В любом случае, задача явно не требует DO> серьезных исследований в области измерительной техники.

Много что меряется "на коленке" с приемлемой для практики точностью. Я с помощью тестера и недефицитных, имеющихся у всх деталей мерял, например, токи до пикоампера, миллиомные сопротивления (контактов реле и накальных обмоток трансформаторов), разность между сопротивлениями прецизионных резисторов (с точностью лучше 0,01% - фокус в том, что я мерял небольшую, менее 0,1% разность, мостовым методом естессно) и т.д.

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required