Primero: ¿Cuál es la resolución que quieres lograr?
Segundo: antes de intentar reinventar la rueda, eche un vistazo a cómo los equipos de medición de gama alta están haciendo el trabajo.
Por lo general, la pequeña derivación de resolución es el método utilizado. Y cuando dije "pequeña resolución", me refiero a ~ 100mΩ o menos. Que es muy pequeño y no debe ser notable. La sensibilidad de tales medidas es muy alta si se hace correctamente. Mi Agilent DMM puede medir corriente hasta 100 uA con 6,5 dígitos usando 200Ω. Si no necesita 6.5 dígitos, la resistencia puede reducirse.
¡Pero 10uA en una derivación de 200Ω tiene una caída de voltaje de solo 0.2mV!
Y tiene razón en que, para medir corrientes muy pequeñas y corrientes grandes, una resistencia de alto valor de 200Ω no es buena. Es por esto que un DMM tiene rangos.
Podría ser de varios tipos:
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Ganancia analógica: utiliza una pequeña derivación (~ 100mΩ) y cambia de un rango a otro simplemente cambiando la ganancia del amplificador diferencial de instrumentación frontal en la resistencia de derivación. Esto tiene la ventaja de que le permite tener varios amplificadores diferenciales de instrumentación y cuando uno se satura, observa el resultado de los otros. Sin relés, sin pérdida de datos durante el cambio de rango. El inconveniente es el ruido. Básicamente, en algún punto con muy baja corriente y alta ganancia, medirá el ruido ... El DMM portátil de Fluke está utilizando este método. Pero algunos tienen otra entrada con otra resistencia de cierre más grande para mediciones de corriente pequeñas con menos ruido.
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Rango de resistencia de derivación: utiliza un relé de gama alta para cambiar entre los diferentes rangos de su sistema de medición. Mi DMM de 6.5 dígitos de Agilent está funcionando de esa manera. La ventaja es el reducido problema de ruido, pero el inconveniente es que no puede medir en todo el rango del instrumento sin cambiar el relé y abrir brevemente el circuito.
Estos son los valores de derivación utilizados para mi DMM de Agilent:
- 200 Ω para 100 µA - 1 mA
- 2 Ω para 10 mA - 100 mA
- 0.1 Ω para 1 A, 3 A
Pero primero, debe definir cuál es su resolución requerida. Esto definiría la cantidad de incrementos necesarios para cubrir su rango completo (o sub-rango si usa una de las técnicas propuestas) y, por lo tanto, la cantidad de bits de su ADC.
Si necesita una resolución de 1uA con un rango completo de 1A, entonces tiene que tener un ADC con 1'000'000 pasos: ~ 20bits !!! Esto es mucho Pero si tiene rangos de mediciones, podría tener una mayor resolución a baja corriente y una menor resolución a alta corriente. Y así, el ADC requerido tendría muchos menos bits.
Para responder a su pregunta mucho en detalle. Debe reemplazar sus resistencias de 0Ω por una pequeña resistencia de derivación que tenga el mayor valor que no moleste a su sistema y luego use una sonda de alcance diferencial conectada directamente a los pines de la resistencia. Las sondas diferenciales pueden ser costosas, pero incluyen un amplificador diferencial que se coloca cerca de las sondas de entrada. Puede tratar de colocar una sonda estándar de terminación única en una almohadilla de la resistencia y otra punta única probada en la otra almohadilla de su derivación, y luego usar las matemáticas de su alcance para hacer la diferencia. Esto sería muy ruidoso y podría ser necesario alguna calibración para reducir las compensaciones (especialmente si el alcance no se ha calibrado recientemente).
Esto le daría una idea del consumo actual. Como ya dije, no sé cuáles son los requisitos de resolución o precisión aquí.
No es aconsejable tener la derivación en el lado bajo si está midiendo el consumo de energía de los módulos en una PCB. Las buenas prácticas de EMC / EMI / SI sugieren fuertemente que utilice planos GND continuos y fuertes. Segregar su plano GND y colocar una conexión de punto único entre ellos usando una resistencia es una mala idea. porque las corrientes de retorno de la comunicación entre módulos se verían obligadas a fluir a través de esta resistencia y se acoplarían. Esto sería muy malo en el punto de vista de la integridad de la señal.