Zitat : wissensdurst hat am  1 Apr 2010 20:46 geschrieben :

2x Stromwandler CSLA1CD (Messbereich bis 50A, deshalb 2 St. parallel betrieben)

Der geht lt. Datenblatt bis 57 Ampere. Einer dürfte also reichen. Und: wie betreibst Du sowas parallel?

@jo
Da wird nichts geeicht - höchstens kalibriert.

Tja, wer misst, misst Mist.
Anhand der Beschreibung vermag ich nicht zu beurteilen, woher die Ungereimtheiten kommen. Vielleicht ist es der "Parallelbetrieb" der Wandler, vielleicht etwas ganz anderes. Vielleicht stimmen die Messwerte, vielleicht nicht. Ist die Versorgungsmasse und die Messwertmasse des Wandlers auf irgendeine unzulässige Weise miteinander verbunden? Die PC-Messeingänge haben vermutlich gemeinsame Masse.

edit:
Ein Blockschaltbild wäre hilfreich. Als erstes solltest Du prüfen, ob das Phänomen auch bei der Verwendung eines einzelnen Wandlers auftritt.

Gruß,
Ltof

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„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Ltof am  2 Apr 2010  8:39 ]

zunächst danke für eure Hilfe.

Das mit der Parallelschaltung war wohl etwas unglücklich formuliert und hat für Verwirrung gesorgt.
Die Ausgänge der beiden Stromwandler sind natürlich nicht miteinander verbunden sondern werden getrennt gemessen. Die Software rechnet dann beide zusammen. Mit parallel war gemeint, dass der Leiter in zwei Leiter aufgeteilt wird, womit dann durch jeden (Stromteilerregel bei Parallelschaltung) 1/2 des Stromes fließt.

Die Variante mit den Stromwandlern hab ich aber aus folgendem Grund erstmal verworfen. Die Versorgungsspannung Ub der Wandler beträgt min. 8V. Die Ausgangsspannung liegt bei Ua=(Ub/2) + 0,0496*I, also 4V plus 49,6mV pro gemessenem Ampere. Im Maximum also 4V + 0,0496*30 = 4V + 1,488V = 5,488V.

Da das USB-Modul aber nur max 4,096V messen kann gibts da ein Problem. Deshalb war ein Subtrahierverstärker dahinter, der mir eine einstellbare Spannung (möglichst Ub/2) wieder abzieht. Nachfolgend dann ein weiterer nichtinvertierender Verstärker mit Faktor 2,5 um aus den 1,488V * 2,5= 3,72V zu machen, wodurch möglichst viel des Messbereiches ausgenutzt wird.
War alles mit OpAmp's ausgeführt. Um den Fehler in dieser Nachfolgeschaltung auszuschliessen hab ich die Stromwandler jetzt erstmal beiseite gelegt.

Also besagten Shunt mit 60mV/100A genommen. Der liefert bei 60A also 36mV. Wieder nichtinvertierender Verstärker (siehe folgende Skizze) mit Faktor 100 dahinter. Hierbei hab ich verschiedene OpAmp's probiert. Jeder liefert natürlich ne andere Offsetspannung bei 0mV am Eingang, aber das ließe sich ja in der Software dann rausrechnen. Problem ist weiterhin, dass die Ausgangsspannung dieses Verstärkers (egal mit welchem OpAmp) bei konstanter Eingangsspannung (also konstantem Strom am Shunt) einfach nicht stabil bleibt. Die am Shunt abfallende Spannung wurde zusätzlich mit einem DMM gemessen.

                  --------
     I ein    ----|Shunt |------  I aus   
                  --------
                   |    |               ----------
                   |    |               |  OpAmp  |
                   |    |               |         |
                   |    |       |--|R1|-| out     |
                   |    |       |       |         |
                   |    |-|R2|----------| -       |
                   |                    |         |
                   |                    |         |  
                   |------|R3|----------| +       |
                                |       |         |
                                |       ----------
                                |      
                                ----|R4|-----|
                                             |
                                             |
                                           -----
                                            ---
                                             -   

R1=R4=100K und R2=R3=1K

Dass der Shunt im Betrieb seinen Widerstand nicht ändert und dass DMM konstant mißt habe ich einfach mal vorausgesetzt (oder liegt darin schon mein Irrtum?).
Warum liefert mir diese simple Verstärkerschaltung keine konstante Ausgangsspannung (auch wenn ich diese nicht mit dem USB-Modul sondern mit einem zweiten DMM messe)?
Die OpAmp's werden nur mit positiver Spannung betrieben, da sie alle lt. Datenblatt auch für Single Supply geeigenet sind. Kann der Fehler vielleicht auch schon darin begründet liegen?

Zitat :

dreh ich den Strom jetzt wieder auf 10A zurück

Woher weißt du, wie hoch der Strom tatsächlich ist?

Zitat :

Woher weißt du, wie hoch der Strom tatsächlich ist?

Wie erwähnt messe ich den Spannungsabfall am Shunt zusätzlich mit einem DMM. Bei einem Präzisions-Messshunt gehe ich einfach davon aus, dass der sich linear verhält. Wenn er also bei 100A genau 60mV liefert, dann müssen es bei 10A 6mV sein.

Zitat :

Hierbei erhalte ich z.B. bei 10A einen Wert von 500, bei 20A einen Wert von 1000 usw. und bei 50A dann einen Wert von 2500 (ist in der Realität natürlich nicht ganz so linear). Bis dahin ist ja noch alles ok, nun kommts: dreh ich den Strom jetzt wieder auf 10A zurück dann bekomme ich plötzlich einen Wert von z.B. 584.

Das wäre ein Fehler von über 15%.
Sieht ganz nach magnetischer Hysterese aus.
Seltsamerweise habe ich im Datenblatt keinerlei Angaben zu diesem zweifellos vorhandenen Effekt gefunden, aber in dieser Größenordnung ist er keinesfalls zu erwarten.
Hast du ferromagnetische Teile (Eisenschrauben, Stahlblech) in der unmittelbaren Nähe des Sensors verbaut?

Falls nicht, müsste man wohl von einem Fehler im Verstärker/Signalaufbereitung ausgehen. Auch die Versorgung sollte man dann einmal überprüfen.

Die eventuelle Störung durch externe Magnetfelder sollte man auch mittels eines Permanentmagneten nachweisen können, oder dadurch, dass man das störenden Eisenteil mit einer Entmagnetisierungsdrossel behandelt.


P.S.:
Ich sehr gerade, dass dein Differenzverstärker allein schon Hysterese zeigt.
Das ist zwar ein generelles Problem bei Opamps, aber erstens nicht in dieser Größenordnung und zweitens haben die Hersteller es schon vor zig Jahren gelernt den Effekt auf nahezu unmessbare Werte zu reduzieren.

Also wird du irgendetwas sehr falsch gemacht haben.
Zeige mal deinen richtigen und vollständigen Schaltplan!



[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am  3 Apr 2010 21:42 ]

Ich find dieses Thema interessant, hat sich schon was neues ergeben?

Inzwischen hat sich gezeigt, dass ein Teil des Fehlers wohl in einer fehlerhaften Referenzmessung des Stromes liegt.

Unabhängig davon bin ich bei der Suche im Netz jetzt auf sogenannte "Zero-Drift" OpAmp's gestoßen. Werd jetzt mal ein paar LTC1051 bestellen und schauen wie sich das Ganze damit verhält.

Du brauchst kein Teures Geld in Zero Drift OPVs zu investieren
wenn die Referenz auf dem Board einen Temperaturdrift von 100ppm/°C
Erwärmung hat, gleichzeitig hast du gesagt das die Temperatur sich im
Schaltschrank nicht verändert, nur um ein paar Grad Celcuis, und bei solch kleinen Temperatur Unterschied spielt der drift keine Rolle.

Ist vielleicht ein Halbleiter stark ausgelastet und erwärmt lokal die Platine und die Bauteile welche sich in der nähe befinden?
Da könnte es durchaus zu Drift Problemen kommen.

Zitat :

Du brauchst kein Teures Geld in Zero Drift OPVs zu investieren

Eben.
Selbst mit dem lausigsten 709C kann man viel bessere Daten erreichen, als du sie hast.
Du hast irgendwelche groben Fehler gemacht, und diese musst du korrigieren.
Der unüberlegte Einsatz teurer Teile bringts nicht.