Приставка к мультиметру для измерения тока без разрыва цепи
Привет всем!
Задался на днях вопросом измерения тока, потребляемого БК двигателем и регулятором на модели, для оптимального подбора винта.
Токовые клещи, способные измерять постоянный ток, достаточно дорогие, и в ближайших планах на приобретение не рассматривались.
Поиск в интернете по этому вопросу привел на сайт, где опубликована интересная схема …pop3.ru/pristavka k multimetru (tokovye kleji).ht…
на основе линейного датчика Холла типа UGN3503.
В нашем магазине радиодеталей такого не нашлось, но оказались в наличии линейные датчики Холла типа SS49 (70 руб.), SS496А (100 руб.).
Посмотрев даташиты на все вышеперечисленные датчики, купил SS496А, крокодил на 20А и микросхему КР140УД608. Заплатил за все 121 рубль. Остальное было в наличии.
Печатную плату не разрабатывал, спаял все по быстрому на кусочке универсальной макетной платы.
Ферритовое кольцо с внутренним диаметром 13 мм надпилил надфилем, и оно само развалилось на 2 половинки.
Датчик к ферриту и половинки кольца приклеил к крокодилу супер-клеем «Контакт-Гель», к датчику припаял провода и заизолировал термоусадкой, затем примотал нитками к половинке кольца.
Корпус подобрал от старого оконечного устройства охранной сигнализации «Нева» с тумблером.
Собрал стенд из старого блока питания для компьютера 200W (доработанного для автономной работы), на его выход 12В подключил автомобильную ламу 12В 40Вт, включил последовательно с лампой мультиметр на измерение тока, потребляемый ток составил 3,33А.
Включил приставку, и сразу все заработало, необходимо было только установить «0», а затем откалибровать измеритель по образцовому прибору.
В оригинале, с датчиком UGN3503, чувствительность устройства такова, что току 1А в измеряемой цепи равен 1мВ на выходе.
У меня же, видимо, из-за большей чувствительности примененного мной датчика Холла, чувствительность оказалась 1А=10мВ. Это, по всей видимости, приведет к невозможности измерить ток более 250А, но дает большую точность при измерении относительно малых токов.
В процессе экспериментов, схему немного изменил, результаты отражены на первом рисунке.
Особенность применяемых датчиков – при отсутствии магнитного поля, при напряжении питания датчика 5В, напряжение на выходе равняется 2,5В, при воздействии магнитного поля напряжение отклоняется в большую или меньшую сторону (в зависимости от напрвления тока) в соотношении примерно 10мВ/1А.
Тем, кто решит использовать датчик SS49: исходя из его даташита, напряжение на выходе при отсутствии магнитного поля равняется 2В, необходимо будет подбирать R4 для установки на неинвертирующем входе ОУ напряжения 2В.
Удачи!
С уважением, Александр.
Еще фото.
Симпатично!
Александр, а насколько сильно плывет ноль от времени и температуры?
У меня же, видимо, из-за большей чувствительности примененного мной датчика Холла, чувствительность оказалась 1А=10мВ. Это, по всей видимости, приведет к невозможности измерить ток более 250А, но дает большую точность при измерении относительно малых токов.
Как вариант, если необходимо измерять большие токи, то можно просто увеличить зазор в кольце. В данном случае, двукратное увеличение зазора будет снижать чувствительность примерно в 2 раза. Можно подобрать толщину дополнительной прокладки, чтобы чувствительность падала в нужной пропорции и вставлять эту прокладку при измерении больших токов.
ИМХО Судя по номиналам R1, R2 можно обойтись без операционника, собрать банальный мост.
А чем из импортных аналогов можно заменить КР140УД608?
А то у нас проще найти импортный операционник.
И второй вопрос: я правильно понял что кольцо годится любое, нужно только установить «0», а затем откалибровать измеритель по образцовому прибору?
ИМХО Судя по номиналам R1, R2 можно обойтись без операционника, собрать банальный мост.
Точно подмечено
Относительно ухода нуля: иногда требуется небольшая подстройка после включения.
Операционник нужен для усиления по мощности, и установки точного коэффициента передачи, приведения его в понятную величину, например 1А=10мВ, т.к., в зависимости от зазора в клещах, типа применяемого датчика, типа феррита.
У меня на выходе датчика при I=0, U=2.50В; при I=3,33А, U=2.59В, т.е. изменение напряжения составляет 40мВ на 3,33А, т.е. 12 мВ/1А, придется вручную пересчитывать показания вольтметра, что неудобно.
ОУ я думаю, можно использовать совершенно любой, это некритично.
Ферритовое кольцо я использовал первое попавшееся, параметры его мне неизвестны.
Операционник нужен для усиления по мощности, и установки точного коэффициента передачи, приведения его в понятную величину
Усиление по мощности, в принципе, не требуется, если использовать вольтметр с входным сопротивлением 1 МОм и выше. А для установки к-та передачи достаточно поставить потенциометр в ветвь моста с выхода SS496. Так что в данном случае вполне можно обойтись без ОУ, хотя это и менее профессиональный подход.
аналог КР140УД608 - MC1456CP1
Замерил с помощью приставки ток, потребляемый мотоустановкой на моей “Слойке”: двигатель AX-2204-1400kV, рег 10А, АКБ 800 мА/ч 2S 20C вит GWS 9*5.
Со свежей батареей в статике на полном газу 7А, перед отсечкой 5А.
Заметил сильное влияние на прибор излучения передатчика на 40Mhz, если он распологается ближе 1,5 метров - не выставить ноль, показывает неизвестно что. Если убрать передатчик подальше, все нормально.
sataandr, а почему обратную связь не ввели? Поясню: на кольцо мотается обмотка, например 100 витков(чтоб считать было легче). Эта обмотка подключается к усилителю через резистор, так чтобы компенсировать поток в магнитопроводе. Источник сигнала для усилителя - датчик холла. В итоге имеем: ток протекающий через резистор = 0,01измеряемого тока - трудность пересчета отпала + магн поток стемится к нулю -> линейность на высоте. Вобщем так делаюстся датчики тока с элементом холла.
Схема, которую я повторил, и немного модифицировал применительно к имеющимуся у меня в наличии датчику, по моему, взята из даташита на датчик UGN3503.
Ваше предложение интересно.
Набросать в графическом виде ваш вариант схемки можете?
Ну вот както так. Катушку L надо включить так, чтоб обеспечить ООС. Резистор R2 в идеале надо исключить, попробуй обязательно и если будет возбуд, поиграть с номиналом RC цепочки на ОУ. При катушке 100витков, уровень 0,1В соотв. 1А.
Еще надо уменьшить резисторы в делителе 2,5В раз в 10 для смещения или использовать TL431.
Но похорошему надо использовать двуполярное питание.
Вопрос имею операционик MC1458 можно его использовать в этой схеме и надо будет что нибудь менять. И датчик хола 6851 тоже 3х ножка из видика.
Из картинки я не пойму, какой операционник предложен на замену КР140УД608.
Догадываюсь, что любой пятиногий общего назначения из не самых плохих.
Имею в своем распоряжении МСР601 от Майкрочипа. Наверное, должен работать.
Датчик Холла нужен именно линейный, дискретные датчики не подойдут. Сомневаюсь, что в бытовой аппаратуре стоят линейные датчики, скорее всего дискретные. Советую поискать даташит на Ваш датчик, а также на операционник.
на замену КР140УД608 предложен OP07
на замену КР140УД608 предложен OP07
Извиняюсь за дремучесть. Просто в своей практике не встречал такого названия, хотя с девайсами от Analog Devices знаком. Всё больше по Майкрочипу вдаряю.
Спасибо.
У нас тож нигде нет оп07 будем попробовать что есть.
Поэксплуатировал тут на днях еще раз сей девайс - измерил токи на новом самолете.
Мотор AX-2215 950kV, регулятор EFLY-XP18A, батарея 3s 20С 740 мАч, винт черный 10*5Е.
Получился ток 14А в статике.
Поставил винт черный 11*3,8Е - получился ток 17А - перебор для данного аккумулятора.
Тягу пока не мерял, нечем.
Так что, в принципе, устройство работает, лично меня устраивает, и модернизировать я его не собираюсь, т.к. уже неинтересно.
serg111, подскажите - как мотать 100 витков на кольцо, которое разрезано пополам: 2 х 50 витков, или 100 витков на одну половинку?
2 по 50.
serg111 скажите пожалуйста какой стабилитрон в базе . что там в колекторе и о каком делителе речь /Еще надо уменьшить резисторы в делителе 2,5В раз в 10 для смещения или использовать TL431./ ? Заранее спасибо.
стабилитрон 2.4В Резисторы р4 и р6.
доброго времени суток всем форумчанам. хотелось бы узнать ваше мнение о устройстве описанном в Радио №8 2010 г.