Как люди меряют ток?

Hello Dima.

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

Да, пожалуй. Правда, "линейный" я имел в виду -- не "Hall IC" с комапаратором, а датчик, на котором напряжение пропорционально индукции.

А это когда я делал фотоприемник, чтобы увидеть сигнал от пульта ДУ, ну хотелось мне. Причем не огибающую, а как раз сам сигнал, а он там прямоугольный, т.е. завал приемника на ВЧ сильно влияет. Так мало того, что в магазине мне продали сначала двуногий фототранзистор, который медленный как я не знаю что, так потом (обзаведшись фотодиодом с паспортным временем включения 40 нС) на скорбном опыте пришлось узнавать, что значит "возможно более малое сопротивление нагрузки". Hапример входное сопротивление транзистора, включенного по схеме с заземленным эмиттером, при малом токе покоя (а как там большой вставить -- питания не хватит без спец. компенсации), составляло у меня килоом или больше, и этого хватало, чтобы сильно искажать сигнал (такие фотодиоды продают), при том, что это уже была каскодная схема... Пришлось вспоминать, что это сопротивление есть и не ноль, как полагаешь обычно. Короче, на халяву и схемами а-лая юный радиолюбитель не взялось, я долго вникал в вопрос. Как работает на самом деле фотодиод, и что на самом деле излучает светодиод, и какое на нем при том напряжение (занимательная кривая, кстати), все это, как оказалось, в б-ве книжек не пишется или пишется неверно. Модель фотодиода в SPICE тоже оказалось поди найди, пришлось обучиться ее если не писать, то изготовлять из имеющихся моделей диода самому.

Кстати, типовая схема преобразователя ток-напряжение на ОУ работает прекрасно, если, конечно, усилитель быстрый, несколько МГц полоса. LM 358, например, не годится для прямоугольного сигнала 40 кГц, пирамидальный такой сигнал получается, чуть не треугольники. А далее вверх по частоте -- неслабые усилия уже нужны в построении усилителей, т.е. я вкупил, что оптрон на 10 МГц (был у меня период, когда я был очень озадачен, как медленно работают оптроны) -- это действительно достижение прогрессивного человечества.

Вот без веского мотива повторять такое ударное самообразование не хочется.

Vasiliy

Мир Вашему дому, Vasiliy!

Понедельник Октябрь 13 2003 23:41, Vasiliy M. Tolstoy писал(а) Dima Orlov:

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

Чего ты мучаешся? Купи готовый прибор с клещевым амперметром. Или забери у меня шунт 300А, 75 мВ, 0.5%.

Удачи! Sergej Pipets

... Если будет день - значит тени не всчет

Hello, Vasiliy M Tolstoy !

Hу так и бери датчик, что-то я тебя не понимаю... IC с компаратором ты по-любому много не намеряешь. Тем более, я тебе дал вполне доступный путь их получения.

Hу когда хочется сначала сделать, а потом немного познакомиться с предметом, всегда так будет. Да, широкую полосу на ФД получить не просто, хотя 40кГц я даже с фототранзисторного медленного оптрона вытягивал, гарантированно 20.

Что нынче ну совсем не проблема, я бы с этого и начал.

Так найди где-нибудь шунт, или сделай его, и не мучайся.

С уважением, Дима Орлов.

Hello, Vitali Nassennik !

Кстати у них есть и без компенсационных обмоток по-дешевле и по-ниже точностью, но вполне себе датчики. Единственно, мне непонятно зачем ты мне это пишешь, если это (и про фирму и про компенсационный метод) я напсал в первом же ответе на этот тред?

С уважением, Дима Орлов.

Привет!

"Dima Orlov"

термостабильностью

А между тем есть решение чуть ли не с нулевой нелинейностью и пофиг температура. Например фирма LEM делает токовые датчики на эффекте Холла с компенсирующей обмоткой. Т.е. как обычно вокруг проводника с измеряемым током колечко с зазором, в зазоре датчик Холла, а на колечке - дополнительная компенсирующая обмотка. Обратная связь с датчика Холла на компенсирующую обмотку стремится поддерживать магнитное поле в зазоре равным нулю, т.е. чтобы суммарный ток сквозь окно колечка не протекал. А уж ток в компенсирующей обмотке измеряется банальным падением на резисторе, который достаточно линейный элемент. При этом ток в компенсирующей обмотке в N раз меньше измеряемого, где N - количество витков в компенсирующей обмотке, в предположении, что измеряемый ток протекает только через один виток.

В даташите это все наглядно разрисовано. Мы их юзали, хорошая штучка, но уж очень дорогая.

Очевидно, что вместо датчика Холла можно поставить любой другой магниточуствительный элемент, например, тот же магниторезистор. Впрочем, от большого ума можно и СКВИД поставить. ;-)

С уважением,

Виталий Насенник

Привет!

"Dima Orlov"

точностью,

пишешь,

ответе

Сорри, не увидел. Дико извиняюсь.

С уважением,

Виталий Насенник

Hello, Misha.

Misha Paveliev, Thu Oct 16 2003 03:09, you wrote to snipped-for-privacy@granch.ru:

VN>> Впpочем, от большого ума можно и СКВИД поставить. ;-)

MP> Что есть "Сквид"?

Superconducting QUantum Interference Device. Высокочувствительный датчик магнитного поля, pаботающий по пpинципу эффекта Джозефсона. Поскольку этот эффект пpоявляется исключительно в свеpхпpоводниках, пpименение СКВИДов сопpяжено с некотоpыми технологическими сложностями. :-)

With best wishes, Daniel.

Пpивет, Vasiliy.

Вот что Vasiliy M. Tolstoy wrote to Aleksei Pogorily:

AP>> Я бы откалибpовал (током 10 ампеp или около того) какой-либо AP>> yчасток имеющейся пpоводки к стаpтеpy, после чего помеpял падение на AP>> нем пpи pаботе стаpтеpа. Точность бyдет достаточная для пpактики.

VT> Конечно. Забавным было бы сделать такой пpибоp независящим от машины, VT> потомy и пpиходит на yм кольцо с датчиком Холла. Hо как пpедставлю VT> себе гемоppой искать линейный датчик Холла -- так pyки опyскаются.

Тебе-то какая pазница? Делай компенсационный. Пpавда, много витков мотать пpидётся...

Michael G. Belousoff

... ==== Пpоблемy надо pешать до того, как она появится. ====

Пpивет, Dima.

Вот что Dima Orlov wrote to Vasiliy M Tolstoy:

DO> Пpичем тyт ИФ фотодиод?

Какой ещё ИФ? "ИнфpаФиолетовый", что ли??? :-)))

Michael G. Belousoff

... ==== Пpоблемy надо pешать до того, как она появится. ====

Hello Vitali.

VN> А между тем есть решение чуть ли не с нулевой нелинейностью и пофиг VN> температура. Hапример фирма LEM делает токовые датчики на эффекте VN> Холла с компенсирующей обмоткой. Т.е. как обычно вокруг проводника с VN> измеряемым током колечко с зазором, в зазоре датчик Холла, а на VN> колечке - дополнительная компенсирующая обмотка.

Гы-гы. Да, с точностью до остаточного намагничения это очень хорошее решение. Отлично.

Vasiliy

Hello Sergej.

SP> Чего ты мучаешся? Купи готовый прибор с клещевым амперметром.

Хе-хе. Они все переменного тока, что я недорогого в магазине видел.

SP> Или забери у меня шунт 300А, 75 мВ, 0.5%.

А его подключать сложно. Да, такой я привиреда. ;) Ладно, действительно оттарировать свой хвост к стартеру пока будет проще, а там я ферритовое колечко с датчиком Холла сделаю.

Vasiliy

Hello Dima.

DO> Да, широкую полосу на ФД получить не просто, хотя 40кГц я даже с DO> фототранзисторного медленного оптрона вытягивал, гарантированно 20.

Это-то да. Hо меня форма интересовать начала; а если полоса 40 и сигнал 40, но меандр, то кроме плавного такого колебания ничего не увидишь.

DO> Что нынче ну совсем не проблема, я бы с этого и начал.

Hу, мне показалось, что на голых транзисторах получится веселее. Интуитивно не верилось. Потом схема на ОУ желательно должна иметь двуполярное питание или иллюзию его, чтобы подавать смещение на фотодиод... Бог с ним, дело прошлое.

DO> Так найди где-нибудь шунт, или сделай его, и не мучайся.

Самообразование применительно к бесконтактным датчикам. Тут шунтом не обойтись. Я в целом по итогам дискуссии уже понял, что а) счастья точного токоизмерения нет и б) бесконтактный датчик с Холлом для больших токов собрать сложно, но можно и это типовой метод.

Vasiliy

Здравствуйте, snipped-for-privacy@granch.ru !

Сpд Окт 15 2003,в 11:29... Vitali Nassennik написал Dima Orlov: VN> Очевидно, что вместо датчика Холла можно поставить любой другой VN> магниточуствительный элемент, например, тот же магниторезистор. VN> Впрочем, от большого ума можно и СКВИД поставить. ;-) Что есть "Сквид"?

С уважением, Misha

Письмецо в конверте, погоди не рви...

Hi Daniel!

At сpеда, 15 окт. 2003, 18:34 Daniel Kapanadze wrote to Misha Paveliev:

VN>>> Впpочем, от большого ума можно и СКВИД поставить. ;-)

MP>> Что есть "Сквид"?

DK> Superconducting QUantum Interference Device. Высокочувствительный DK> датчик магнитного поля, pаботающий по пpинципу эффекта Джозефсона. DK> Поскольку этот эффект пpоявляется исключительно в свеpхпpоводниках, DK> пpименение СКВИДов сопpяжено с некотоpыми технологическими сложностями. :-)

Интеpесные пpибоpы. Hа них делают очень высокой точности пpеобpазователи напpяжение-частота и частота-напpяжение (пpавда, частота СВЧ, а напpяжение доли милливольта). Идеальные (дошедшие до теоpетического пpедела по точности) измеpители магнитного потока. И еще кое-что. В свое вpемя на них делали даже логические элементы с быстpодействием выше, чем у чего-либо дpугого. И модно было pассуждать о возможности создания на них супеp-ЭВМ. Только вот свеpхпpоводимость, даже высокотемпеpатуpная (с жидким азотом) - это слишком доpого для массового пpименения.

Cheers, Aleksei [mailto: snipped-for-privacy@nm.ru]

Привет Misha!

Thursday October 16 2003 03:09, Misha Paveliev wrote to snipped-for-privacy@granch.ru:

VN>> Очевидно, что вместо датчика Холла можно поставить любой другой VN>> магниточуствительный элемент, например, тот же магниторезистор. VN>> Впрочем, от большого ума можно и СКВИД поставить. ;-) MP>

MP> Что есть "Сквид"?

С-верхпроводящий КВ-антовый И-нтерференционный Д-етектор

Работает на эффекте Джозефсона. Hа них делают обычно высокочуствительные магнитометры.

Мои знакомые одно время (в конце 80-х) занимались измерениями при помощи СКВИДов магнитного поля сердца (МанитоКардиоГрамма, МКГ).

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

On Wed, Oct 15, 2003 at 11:09:12AM +0400, Aleksei Pogorily wrote: VMT> халяву и схемами а-лая юный радиолюбитель не взялось, я долго вникал в VMT> вопрос. Как работает на самом деле фотодиод, и что на самом деле VMT> излучает светодиод, и какое на нем при том напряжение (занимательная VMT> кривая, кстати), все это, как оказалось, в б-ве книжек VMT> не пишется или пишется неверно. Модель фотодиода в SPICE тоже оказалось VMT> поди найди, пришлось обучиться ее если не писать, то изготовлять из VMT> имеющихся моделей VMT> диода самому.

Да, и как же выглядел результат? Можно на него взглянуть?

Необязательно. Хороший p-i-n фотодиод небольшой площади даёт на 50-омной нагрузке завал на частоте более гигагерца. Как раз вот сейчас задача стоит: на фотодиод приходят лазерные импульсы бесконечно малой длительности, с частотою около 100 МГц, надо привязаться (т.е. сформировать стандартный сигнал, например, NIM или ЭСЛ) к ним с точностью хотя бы 10 пс. Проблема в том, что амплитуда импульсов нестабильна, поэтому просто подать на компаратор не получится: даже у самых быстрых при изменении амплитуды сигнала вдвое момент срабатывания уплывает на многие сотни пикосекунд.

Решать её оптическими средствами я умею, а вот как это сделать электроникой - никто из присутствующих не подскажет ли?

Вал. Дав.

Существует множество способов измерения магнитного поля. Про феррозондовые приборы с компенсацией, датчики Холла, сквиды и магнитоэлектрические (а также электромагниные и ферромагнитные) приборы уже упоминалось, однако они далеко не исчерпывают всего разнообразия. К примеру, среди квантовых приборов есть множество вариантов, основанных на магнитном резонансе (ядерном, электронном, двойном радиооптическом и так далее), на эффектах Зеемана и Фарадея, а среди ферромагнитных - магнитострикционные и магниторезистивные. Многие из этих способов позволяют достичь внушительных результатов (например, померять магнитное поле Земли до 11-12 значащих цифр, составить трёхмерную карту плазменных токов в хромосфере Солнца или встроить датчик непосредственно в изоляцию высоковольтного кабеля).

У твоего вопроса правильный ответ - кольцевой сердечник вокруг провода и измерение его намагниченности. Каким именно способом - уже детали.

В Интернете надо знать, что искать.

Вал. Дав.

Hello Oleg.

VMT>> Модель фотодиода в SPICE тоже оказалось поди найди, пришлось VMT>> обучиться ее если не писать, то изготовлять из имеющихся моделей VMT>> диода самому.

OG> Да, и как же выглядел результат? Можно на него взглянуть?

Ты знаешь, увы, ничего гениального. Берешь обычный диод, ему меняешь емкость, ставишь пикофарад 70 в нуле, у меня был примерно такой фотодиод, и привешиваешь генератор тока. :) Так что в реальности я задавал только базовую емкость и чувствительность, остальное наследовал от какой-то приглянувшейся мне модели "просто диода". Это, конечно, модель простенькая, но штатные модели в Оркаде, увы, не умнее. Имеющаяся у меня статья "как работает фотодиод", по-моему, написанная фирмой Hamamatsu, которой можно верить, такую модель признает достаточной, особенно учитывая, что в прямом направлении ты диод включать не станешь.

Vasiliy