Medir la corriente en un circuito combinado con una derivación

Hay soluciones de IC modernas muy convenientes para medir la corriente de lado alto. Por ejemplo, considere el monitor de derivación de corriente de salida de corriente INA169 60-V, lado alto, alta velocidad, TI . Incluso puede obtener una tabla de ruptura lista para usar de proveedores como SparkFun, et.al.

En general, no es deseable colocar una derivación en el lado de retorno a tierra debido a posibles interacciones con conexiones a tierra externas. A menos que todo el circuito esté bajo su control (sin conexiones externas).

Su dibujo es lo suficientemente bueno, y no necesita una derivación para corrientes tan bajas. Una resistencia de precisión de .1 ohm. 1% 5 vatios puede ser más barata que una derivación. Las derivaciones de precisión pueden ser costosas, mientras que las resistencias de tolerancia del 0,1% se están volviendo comunes. 1 amperio que fluye a través de una resistencia de 0,1 ohmios = 100 mV.

Además, no necesita un DAC bipolar si no está leyendo un flujo de corriente negativo. Un DAC de 12 bits de bajo costo le proporcionará 3-1 / 2 dígitos de resolución. Puede considerar un medidor de panel digital de Modutec para una lectura directa y usar el DAC con una tarjeta Raspberry Pi como registrador de datos, aunque creo que algunas versiones de Raspberry Pi tienen opciones de entrada analógica.

Está en el camino correcto, pero generalmente tratamos de no molestar o "cargar" el circuito demasiado al tomar mediciones. Eso generalmente significa que cuando medimos voltajes usamos un medidor de alta resistencia de entrada y cuando medimos corrientes (como en este caso) usamos derivaciones de baja resistencia. ¡Como lo ha indicado en su dibujo, la derivación podría causar una caída de 10 V, dejando solo 2 V para el motor! En la práctica, la derivación causaría tanta caída de voltaje que la corriente del motor también disminuiría y la situación de 2 V no se alcanzaría.

Para cumplir con nuestros criterios de no molestar demasiado el circuito, podríamos decidir que podríamos tolerar una caída de 0.2 V a 1 A. A partir de eso podríamos calcular la resistencia de la derivación como \ $ R = \ frac {V} {I} = \ frac {0.2} {1} = 0.2 ~ \ Omega \ $. Esa es la derivación resuelta.

Ahora tenemos el problema de que 0.2 V no nos dará una buena resolución en nuestro DAC de 0 a 10 V, por lo que se requiere un amplificador. Podemos calcular la ganancia, \ $ G = \ frac {V_ {OUT}} {V_ {IN}} = \ frac {10} {0.2} = 50 \ $. Esto generalmente se haría usando un opamp en el modo de amplificador no inversor.

Podrías poner una derivación en la pierna de cada carga para medir ambas independientemente.

Como alternativa, puedes investigar los sensores de corriente de efecto Hall.

Figura1.ElefectoHallgeneraunvoltajeatravésdeunconductorportadordecorrienteexpuestoauncampomagnético.

Estossensoresrecorrenunapequeñacorrienteconocidaatravésdeunapartedelchipquesecolocaenelcampomagnéticoalrededordelconductorconductordecorriente.LapequeñatensióninducidaatravésdelconductorseamplificaparadarunaseñaladecuadaparalainterfazdirectaconuncircuitomicroADC.

Figura 2. Para mejorar el campo magnético, generalmente se emplea un núcleo toroidal y el sensor de efecto Hall se inserta en un pequeño espacio. Una o más vueltas del conductor portador de corriente se pasan a través del núcleo para obtener la relación de amperios-vuelta requerida para optimizar la resolución del circuito completo.