hal senzor, 1mA DC, precizan

Ne znam da li si razumeo kako radi pošto te nema da odgovoriš.

Ukratko open loop gain je veličina koja ukazuje koliki poremećaj ulaznog napona između ulaza op-amp bude dovoljan za neku vrednost output swing.

Na primer sa open lop gain od 140dB (10.000.000) za na primer output swing od 5V treba svega 500nV na ulazu takvog op-amp.

Dakle, struja koju meriš će pokušati da promeni razliku napona na ulazima koja se trudi pomoću NFB da ostane što bliže nuli.
I ako ti je shunt toliki da na primer 5V bude dovoljno da kroz njega razvije tačno 1mA (Rshunt na primer 5K) onda će izlaz op-ampa kroz taj shunt donirati taj 1mA koji je pokušao da poremeti nula volti između ulaza op-amp i na taj način kompenzovati poremećaj.

Teoretski op-amp ima beskonačno pojačanje i kod njega se teoretski ne bi ni dogodio naponki poremećaj između ulaza.
Kod praktičnog op-amp open loop gain nije beskonačan ali je veoma veliki. Poremećaj će ipak da se dogodi ali biće veoma mali i obrnuto srazmeran veličini open loop gain.

Sa LM4562 (OLG=140dB) imaćeš, pod uslovom da meriš 1mA sa shunt od 5K, izlazni napon od 5V za 1mA i pad napona od 500nV na mernim krajevima.

Prividna otpornost tvog aktivnog shunt (koju vidi merena linija) je približno 500nV/1mA=500 mikrooma.

Obično je open loop gain nešto veći od onog u dokumentu, jer se u dokumentu navodi minimalni garantovani open loop gain. To situaciju inače čini još povoljnijom upravo u tvoju korist.

Zato je tu open loop gain od maksimalne važnosti jer direktno od toga zavisi prividna otpornost aktivnog shunt.

Pozz

P.S.

Hal senzore zaboravi za tako male struje. Magnetska polja koja se razvijaju na jednom provodniku pri tako malim strujama reda 1mA su enormno slaba.

Tu već uticaj Zemljinog magnetskog polja bude nekoliko redova veličina veći.
To mogu oklopiti i imunizovati velike firme poput Fluke, TEK i sličnih, ali naravno za dosta novca jer to nije ni malo naivno.

Ovo je jednostavniji način samo ti trebaju lebdeća napajanja za op-amp, a malecki pretvarači više nisu skupi. Ima ih i u maleckom kućištu maltene DIP sa +5 na +-15V i 100mA.

Upravo tako.

Pola mikrovolta na 1milivolt je ispod jednog promila. Kada se doda neki minimalni ofset, greska merenja ne bi trebalo da predje 2%, sto je vise nego zadovoljavajuci rezultat na pojavama od 1mA.Mislim da su i greske nesto preko 10% prihvatljive.

Odlican je taj pojacavac LM4562.

LM4562 je odlican i jeftin OP. Nazalost njega kao ni gomile drugih/slicnih OP-ova tesko ima na lagerima u lokalnim prodavnicama.

@bogdan.kecman
Ako hoces imam ja nesto tih LM4562 (DIP i SOIC) ali ja bih ti mozda preporucio jedan jos bolji noviji OP koji nisam stigao da probam pa taman eto prilike.
Imam OPA192 koji ima 10x manji offset i jos neke vrlo zanimljive karakteristike, pogledaj DS.
Ako ti treba vici slobodno, mogu ti ustupiti nekoliko komada.

---

sorry sto se ne javljam imam neku uzasnu frku vec drugi dan ... ukratko,
procitao sam ono i taj deo mi je vise/manje jasan jos od ranije, ne
kontam nesto mnogo osnovnije posto u glavi imam kako izgleda sema opampa
(no izgleda je to pogresno moracu da pogledam ponovo 741 pdf) ne kontam
"kako" to radi, tj kuda ide struja ... a onu teoriju kontam guras kroz
ulaze, opamp na izlaz tuce sta moze da bi vratio da + i - ulazi budu na
istom potencijalu i to je to ... ali bas iz tog razloga sto ne "vidim"
kuda ide ta struja nemam osecaj koji su mi bitni parametri za odabir
op-a .. kako gain utice mi je jasno ali kako utice offset i sve ostalo
da bih odabrao idealan opamp za taj posao - to ne znam ... da se
razumemo za moje potrebe ne velike rezolucije to je smesno, verovatno
koji god opamp izvadim iz fioke to ce da radi ok, dobudzim to na ulaz na
nekom mcu i vozi misko ... nego bi da skontam malo bolje sta se desava
posto znas i sam da sam analogno retardiran pa gledam da popunjavam te
rupe kad god mogu, nisam bas u copy/paste fazonu :D .. elem, npr,
pitanje, sta se desi kada celo ovo floating napajanje nestane, dakle ne
samo da nema virtualne nule koja je nebitna u ovom slucaju, nego ceo
opamp je ostao bez struje .. da li sad ja tu imam neki mali R na tom DC
vodu ili imam prekid? kao sto rekoh onaj ulaz koji ja nesto zamisljam u
glavi sa trandzama, dal su jfet ili bjt ili .. nebitno ne vidim ja kuda
taj Idc prolazi kros op :(

---

Mozda ti najlakse da uzmes LTSpice i recimo OP27 model koji je vrlo slican spomenutom LM4562 i da sklopis to virtuelno i da onda cackas i meris :)
Ukratko kroz ulaze u OP tece mizerno mala struja (red pA) i ovo o cemu pricamo oko merenja struje se sve desava "okolo" shant otpornika i izlaza iz OP.

---

ne vredi ne mogu sad da upalim mozak da mislim o tome imam neke sto mi ....
na jednoj od slika (mislim da sam i okacio jednu) on je nacrtao iz minus
kroz Rs na output pa iz output na + ,.. (ili na drugu stranu nebitno)
totalni zbun mi je ta putanja .. moram da nacrtam ja to na "otvorenom"
opampu .. imas semu nekog jednostavnog (sa sto manje komponenti) :)

---

EEVblog uCurrent
https://www.youtube.com/watch?v=g7b5YZENvjY

Ovde je Dave isao na drugu postavku jer je mu je trebao veci opseg struja, sto kaze Macola, za recimo +/-65mA moze OPA192, LM4562 je +/- 25mA, a ako hoces vise, uzmes ko covek LM3886 i moze podosta Ampera sa sjajnim karakteristikama :)

Dakle treba ti OP za rang struje koji meris, sto manji Vos, sto veci open-loop gain i to je to.

_{[Ovu poruku je menjao mikikg dana 24.07.2015. u 14:34 GMT+1]}

---

miki znam ja taj projekat odlicno i prvu i drugu (dosta bolju) verziju,
ali sam hteo nesto bez shunt-a na liniji ..

---

Ovo resenje je bez shunta "na liniji". Prakticno nema burden voltage, tj veoma mali zbog Vos ...



http://www.kerrywong.com/2013/...rent-measurement-using-ts1001/

---

@miki, znam to je ovo o cemu pricamo sve vreme sto je vladd predlozio
... sto ja pokusavam da skontam kako radi ... samo ne mogu da nadjem
30min sad da se posvetim tome, verovatno cu veceras, pa cu da napadnem
sa pitanjima :D

---

cekam vec 20min da mi alkatel nesto odgovori i gledam u ovo:

https://en.wikipedia.org/wiki/...istorLevel_Colored_Labeled.svg

i nikako ne vidim kuda tu prolazi struja u ovom modu :(

@macola, skontao sam sta pricas i kako cela stvar treba da funkcionise jedino mi nije jasno sta se desava unutar op-a ali mi je jasno sta je efekat, probacu sa nekim opom koji iskopam po fiokama pa cu posle kad uvatim vreme da probam i sa ovim "fancy" :)

---

Shvati da vec "imas" sant, koji si hteo "beskontaktno" da "detektujes". Uz pogresan utisak da "ne utices" na sistem, ili da ga ne remetis, tako sto ces beskontaktno semplovati deo energije.

I kada se otreses doticnih predrasuda, bice ti apsolutno jasan uticaj sopstvenog merenja, bez obzira da li si "prekinuo" vod, ili prisao sa nekim senzorom..

Sempl energije moras oduzeti od energije koju zelis da meris, poenta je da bude sto manji, ili da se deo nadoknadi u najvecoj meri, pa da imas minimalni poremecaj u sistemu.



Nije "sant" tabu, niti problem.

Shvati doticni postojeci kabal kao "sant", s tim sto je svejedno da li mu meris napon na pocetku i kraju, ili taj napon meris na pola kabla..


Bitno je da dobijes "svest" o merenju, bitnije nego sama tehnika koju ces da primnis. Sto se vec i sam trudis da postignes

ma to sam uklavirio, izmedju inv i noninv ulaza na op-u ce ad proci ta
struja koju ja merim i tu ce nastati neki pad napona koji ce op ta mi
preslika na izlaz i u ovoj konfiguraciji vrati nazad tako da za ostatak
kola imam "nevidljivu" spravu na liniji .. isto kao onaj moj hall samo
malo drugacije .. cool, imam resenje kako da uradim to sto sam hteo i
kontam osnovni princip na kom radi .. e sad me zanima dalje :D gledam
ove trandze na 741 i nemam blagu ideju kuda tu prolazi ta struja ...
ovaj ulazni deo je diff amp ... nekako mi je sumanuto da imam Q1BE ->
Q3EC -> Q5CE protok .. bem li ga nacrtacu u spice-u pa cu gledam sta se
gde desava nema mi druge :D

---

To je sistem koji ima i sopstveno napajanja.

U ravnotezi je i ti mu donosis poremecaj, koji izaziva linearno uvecan napon na izlazu(mozda ne bas previse linearno kod 741:))

Doticni diferencijalni pojacavac imasvoje struje polarizacije i uvodjenja u "stend baj" rezim.

Probaj ovako da razmisljas

Doticna mala struja ce izazvati porast napona izmedju napona ofseta(kojeg tretira kao "nulu") i izazvati poremecaj i na izlazu, shodno pojacanju i na drugom ulazu, da bi se uveo u ravnotezum za toliko za koliko je poremecen prvi ulaz...

Cisto kao nacin razmisljanja...

Bogdane,

Pogledaj prilog i shvatićeš dok kažeš keks.

Prvi primer je lakši za kapiranje mada je sve isto i na drugom samo su obrnuti polariteti struja.

Prvi slučaj (sa leva na desno) uvek daje negativan napon na izlazu ukoliko struja dolazi "odozgo" kao što strelica pokazuje.

Ekspandovao sam strujni kapacitet op-ampa sa eksternim tranzistorima da bi ti lakše razumeo. Možeš zamisliti i da su to interni izlazni tranzistori od op-ampa.

- tvoj neki uređaj iz kog teče struja kroz nacrtanu žicu, pokuša tim tokom struje da na prvom primeru učini tačku A pozitivnijom od tačke B.

-op-amp će veličinom open loop gain puta pojačati taj pokušaj promene sve dok kroz Rshunt ne "odsisa" svu struju koju je tvoj izvor ponudio, na taj način sprečavajući poremečaj napona između tačaka A i B sve dok taj poremećaj ne svede na nulu (teoretski).
Pojačanje kompletnog sklopa će biti ogromno sve dok se na izlazu ne uspostavi -1V, što će emisijom iz negativnog izvora napajanja op-ampa proizvesti tačno 1mA kroz Rshunt.
Energija koja se troši na Rshunt biva nadoknađena iz izvora napajanja op-ampa.

-Ako kroz shunt teče precizno ista struja kao iz tvog izvora onda naponskog poremećaja između A i B više nema.
Prividna otpornost tvog mernog sistema (nazovimao ga aktivni shunt) je nula oma.
Zašto? Pa zato što od tačke A ka tački B teče 1mA a nema pada napona.

U realnosti je to malo lošije od teoretskog, ali kod čitavih 1mA struje je to stvarno dobro jer je 1mA mnogo veći od bias struja ulaza op-ampa i samo malo će "pokrasti" struje iz tvog izvora.

Tipična bias struja na primer LM4562 je 11nA i to je vrednost koja će ti promeniti tačnost merenja za svoju večličinu jer od nekud mora da dođe i ta bias struja ulaza.
Međutim, 11nA na 1mA je greška od 0.0011% od merne veličine 1mA. To se realno može zanemariti.

Drugi uzrok merne greške će biti inicijalni ofset op-ampa.
Pošto je na oba ulaza op ampa veoma niska impendansa čak i pri merenju 1mA, bias struje će se minimalno razlikovati i to obećava ofset vrlo malo veći od mogučeg koji je deklarisan u data.
Na primer, to je kod LM4562 tipično oko 100uV i neka na tvom izlazu bude i 10 puta veči (a neće nikako) to ti unosi mernu grešku od 1mV na 1V opsega, tj 1/1000 što je bez ikakve korekcije benigno.
Uostalom ofset možeš posmatrati kao prilično statičku stvar. Ukoliko ga inicijalno podesiš na stvarnu nulu ta će vrednost vrlo malo odlutati u celom temperaturnom opsegu op-ampa, tj. u data imaš podatak o klizanju ofseta vs temperatura.

Treći uzrok merne greške je tačnost samog shunt otpornika i i njegova temperaturna zavisnost i obično je tu najveća greška kod merenja tog opsega struja koji želiš.

1mA je lako veoma precizno meriti. Problem počinje sa mikroamperima gde je bias struja već značajan deo merene struje i tu se koriste CMOS op-amps, ali na žalost oni imaju znatno lošije ofset karakteristike od bipolarnih pa se neretko pomoćni bipolarni op-amp koristi kao stabilizator ofseta onog CMOS visokoimpendansnog.

Takođe problem postaju i merenja većih striuja jer se discipira dosta toplote svuda u sistemu i pravi termička klizanja svuda.


Dakle, kao što prethodno opisah, sam inicijalni ofset i nije neki problem pošto se može utrimovati na nulu.

Open loop gain je od ključnog značaja ako želiš da tvoj sistem minimalno utiče na strujno kolo koje meriš.

U konkretnom slučaju, ako bi na primer koristio upravo LM4562 sa 140dB open loop gain, njemu je dovoljan poremećaj od 100nV da proizvede izlaznu veličinu od -1V, što zatvara povratnu vezu tako da je sistem zadovoljen.

Pad napona od 100nV pri toku od 1mA je otpornost od 100 mikro oma, a to je moraš priznati veoma mali poremećaj merenog kola.

Hal generatori su temperaturno osetljivi i takođe i na sva okolna magnetska polja. Magnetsko polje od 1mA je tako slabo da bi merenje ometalo sve živo okolo što radi po kući i svi veći gvozdeni ili čelični predmeti u blizini.

Specijalizovane sonde tog tipa su veoma oklopljene mi metalom i uopšte nemaju neku dobru tačnost na tim opsezima.

Veruj mi slobodno da je ovo najtačniji način za taj opseg struja i da se može ostvariti baš visoka tačnost tako (ako imaš čim da baždariš).

Onaj instrumentacioni amp kog je Miki predložio je izvrstan ali i prilično skup.

A ako ti ne smeta pad napona na sistemu od nekih 2-3uV onda možeš upotrebiti superjevtini OP07, koji će takođe veoma precizno meriti i ujedno ima excelent ofset karakteristike za tako jevtin op-amp.

Nadam se da si sad uklavirio ovo. Jednostavno je samo ti se zaglupeo MCU :-)

Pozz

HAHAH kako je jednostavno kad ti neko ovako nacrta :D .. posmatrao sam
to sa pogresne strane i nikako da preskocim :D
sve jasno 1/1 ... dal sto ste mi objasnili ko detetu il sto sam konacno
uvatio skoro 6h spavanja u komadu (da slavljenik nije jutros u pola pet
krenuo da vice "tata uzmi me; oce jede" uvatio bih mozda i preko 6) pa
mi proradio mozak ne znam, al bitno da je jasno :D

odo sad da se spremam za dan, danas slavimo rodj no2, tako da sam ja i
moji hobiji danas na standby, sutra testiramo :) (generalno za moj
trenutni problem cak i shunt od 1R ne pravi problem ali ja hocu zbog
sebe da resim problem na pravi nacin, a ovo je pravi nacin :) tako da
5uV .. to je nista, op07 ce radi posao 1/1 :D valjda imam neki u fioci)

---

Videlo se da si se zakacio za pogresan "prozor"

Bitnije je da prelomis tacku gledista, nego kako ces na kraju tehnicki odraditi konkretnu stvar.

Srecan vam no 2 rodjendan..

P.S.

Kao sto rece macola, razni beskontaktni senzori ili visokoomski otpornici su skloni sakupljanju djubreta od suma i uticaja okoline.
Pa osim licnih tolerancija i gresaka, uvode i nepredvidive poremecaje.
HAlov senzor mozes da tretiras kao visokoomski sant, po pitanju uticaja na kolo, ali operacioni pojacavac, kao aktivni sant, koji detektuje struju i minimalno urusava sistem je idealna stvar....

Sledeci problem, ali mnogo teze resiv, je ta ista struja ali na 3 i vise KV

Jedno pitanje, a sto se ovo resenje ne koristi kod unimera na mA opsegu nego imamo po par stotina ohm shunt otpornik i proporcionalno pad napona na njemu? :)
Tehnicki je veoma prosto i jeftino za izradu ali se ne koristi kao standarna opcija ...

I da, kako se stiti OP i shunt otpornik od prekomerne struje? Sa diodama?

---

Miki,

Odgovor na tvoje pitanje je jednostavan. U pitanju je potrošnja baterija kod portabl DVM.

Obican shunt ne troši energiju iz baterija dok aktivni naprotiv.

Sa 1mA i nije strašno, ali zamisli 100mA i izlazni rezultat od npr. 1V.
Prvo, mora split napajanje da bi bilo podržano oba polariteta struje, a pri tom bi jedna od baterija morala "gurati" tih 100mA.

Zbogom baterije za 10 minuta rada :-)

Kod stonih DVM se to i te kako koristi i naravno kod onih preciznih. Upravo aktivno merenje.

Zaštita se pravi upravo diodama kao što si i rekao, što možeš videti na slučaju člana Žir iz Kanade gde sam mu tako rešio merenje na 50KV potencijala u odnosu na zemlju. (imaš link nekoliko postova iznad)

Čak i u stonim instrumentima aktivni shunt postaje masivan potrošač već kod možda već 1A struje. Iznad toga se već ide na DCCT metodu uglavnom.

Ovako nešto:
https://www.google.rs/url?sa=t...=bv.98717601,d.bGQ&cad=rja

Pozz

I kao drugo, precizno merenje struja <= od 1mA je van opsega upotrebe DVM, avometra. Narocito preciznost pri krajnjim granicam multimetra.

A i retko kome treba...kome zatreba, obezbedice metodu za merenje prema potrebi.