Измерение переменного тока с помощью шунтирующего резистора

Мне нужно измерить среднеквадратический ток переменного тока с помощью шунтирующего резистора. Диапазон переменного тока составляет 0-8A RMS. Выбран шунтирующий резистор 100 МОм. что дает мне максимум 8 * 1,414 * 10 = 1,13 В, которые я буду использовать для питания операционного усилителя для дальнейшего усиления примерно до 3 В с правильной настройкой усиления. и это пойдет на мой АЦП микроконтроллера (только от 0 до 3 В). Поскольку в моей схеме есть только положительное питание, я использовал операционный усилитель с одним источником питания (я думаю, что отрицательный полупериод будет прерываться операционным усилителем). ниже схема ерша.

какая схема из двух ниже выглядит нормально для запуска.

введите описание изображения здесь

это зависит от того, что вы подразумеваете под символом земли. CKT1 выглядит довольно опасным, заземляя клемму под напряжением.
Какое напряжение переменного тока? Если это сетевое напряжение, вам нужно переосмыслить весь свой подход. Я не думаю, что вы захотите использовать шунт. Возможно, вам следует использовать трансформатор тока или датчик тока на эффекте Холла (например, ACS712) с классом изоляции. В частности, CKT2 напрямую подключает полное напряжение нагрузки к нижнему конденсатору емкостью 22 пФ. Вы, конечно, не хотите этого делать.
Если вам необходимо использовать шунт, он должен быть на стороне N. Вы можете емкостно соединить напряжение шунта с вашим усилителем. Но это кажется потенциальной угрозой безопасности, в зависимости от того, что вы пытаетесь сделать. Это может помочь предоставить больше информации о том, что вы делаете.
его линейное напряжение 230 В переменного тока требует недорогого решения, поэтому я использовал шунтирующий резистор, CT здесь немного дорог, также я не могу использовать шунт на стороне низкого напряжения, так как нагрузка находится вне устройства.
Первое правило измерения среднеквадратичного значения тока — не испортить его, выпрямив. Можете ли вы справиться с 6 Вт, рассеиваемыми резистором?
спасибо @Andy aka, чтобы указать на это, да, я могу уменьшить значение шунтирующего резистора, который можно дополнительно усилить за счет усиления операционного усилителя, единственная проблема в том, что переменный ток также имеет отрицательный цикл, но у меня нет отрицательного питания для операционного усилителя, поэтому я надеюсь, что операционный усилитель будет прерывать отрицательный полупериод. (в прошивке, которой можно манипулировать). или есть какой-либо недорогой метод измерения переменного тока.
Изоляция станет большой проблемой. Как вы это нарисовали, вся ваша цепь опасна на ощупь и должна быть изолирована. Просто тестирование и отладка будет чрезвычайно сложной задачей.
Я полагаю, что будет какой-то метод определения переменного тока через шунт и подачу на АЦП. (неизолированный метод для очень потерянного решения)
Если я правильно помню, я создал шунт на 12 мОм, используя 3 фута одножильного провода 16 AWG. Я поставил его на нейтральную сторону дуплексной (США) розетки, отломив ушко и соединив его шунтирующим проводом. Я положил все это в металлическую розетку с 3-х жильным шнуром. Используя мультиметр на белых клеммах, он показал 0,1 вольта для 1000 Вт (что составляет 8,3 ампера при 120 вольтах). Тем не менее, 3 фута сложенного (не скрученного) провода довольно велики. И он будет рассеивать около 1 Вт тепла. Шунт может быть не лучшим решением, но тогда что?
@mkeith Наличие шунта в проводе N не делает его безопасным - даже если вы можете гарантировать сохранение полярности. Подумайте о сломанном N-проводе. Вы получите электросеть через нагрузку.
@ user287001, установка шунта на нейтраль была бы безопаснее на практике, потому что обе стороны шунта, ВОЗМОЖНО, не ударили бы вас током в нормальных условиях, если бы вы их коснулись. Вам все равно придется проектировать для полной изоляции. Не изменил бы требования к дизайну.

Ответы (2)

Во-первых: ваш UC получит гальванический контакт с сетью переменного тока. Это будет довольно ошеломляющий эффект, если вы заметите его внезапно во время использования, если не учитывать его с самого начала.

Вся система UC должна быть надежно изолирована без каких-либо доступных цепей. Это сложная задача до тех пор, пока он не будет питаться от батареи и никакие внешние устройства не будут подключены иначе, чем по беспроводной сети.

Если бы вы поместили чувствительный резистор к проводу N и закрепили систему так, чтобы она оставалась такой, требования к изоляции были бы меньше. К сожалению, у вас нет возможности гарантировать, что полярность останется неизменной, а N-провод неразрывным. Таким образом, на практике никакой защиты от изоляции не будет.

По крайней мере, подумайте о том, чтобы иметь трансформатор тока или токовые клещи (= трансформатор или эффект Холла), чтобы разорвать гальванический контакт с сетью переменного тока. С 50...60 Гц и таким током проблем быть не должно. Это решает проблему с изоляцией мгновенно, потому что отсутствует гальванический контакт. Если трансформатор тока или клещи стоят слишком дорого, подумайте об оптроне в линейном режиме или самодельном трансформаторе тока.

Второе: ваш дифференциальный усилитель имеет только 3 резистора, 4 требуется, если вы хотите, чтобы результат был током.

Если вам нужно подключиться к сети, я бы сразу же использовал решение с оптоизолятором. Я сделал это с большой батареей для измерения напряжения и +- тока. Я не хотел создавать контур заземления с оборудованием и банком. MSP430f2013 имеет 16-битный АЦП DS, много бит. Держите шунт в диапазоне милливольт, и АЦП будет очень хорошо измерять отрицательное значение Vdd.

Это настолько малая мощность, что вы можете питать его от простого диода/конденсатора с другой стороны сети. При этом у TI есть линейка MSP430, специально предназначенных для такой работы, причем с разрядностью 24 бита. Субизмерение стало проще . Что мне нравится в модели 2013 года, так это то, что она дешева и проста в изготовлении прототипов. Вероятно, дешевле, чем использовать операционные усилители, чтобы добраться до какого-то другого микро без изоляции. В моем случае я использовал UART для прокачки потока данных через оптоизолятор.

Измерение переменного тока с помощью шунтирующего резистора
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 14v