¿Podría explicar cómo funciona este circuito de medición de corriente?

Tengo un esquema para la medición actual, pero realmente no sé cómo puedo calcular su salida. Los amplificadores operacionales están en +-12V. La salida del circuito es 0.2*I(Rs) [V] (--> esto es lo que no sé calcular), así en el rango de 5V, podemos medir 25A con él. El V_PWR es de 24V.

¿Cómo debo configurar este circuito para medir una corriente máxima de 10A en lugar de 25A? ¿Para qué sirven los diodos y transistores?

Esquema de medición del circuito

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Gracias, tamas

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Respuestas (2)

En pocas palabras, el primer amplificador operacional y el transistor funcionan juntos para extraer una corriente a través de la resistencia de 100 Ω de modo que la caída de voltaje coincida con la caída de voltaje a través de la resistencia de detección de 0.01 Ω. Dado que el primero es 10000 × el último, la corriente a través del transistor será 1/10000 de la corriente detectada.

Luego, la corriente a través del transistor se alimenta a través de las dos resistencias de 1000 Ω, lo que crea una caída de voltaje de

2000 Ω I L O A D 10000 = 0.2 I L O A D

El segundo opamp es solo un seguidor de voltaje (búfer) para este voltaje.

SIN EMBARGO, el circuito no puede funcionar como se muestra. Las dos entradas del primer opamp tienen un valor muy cercano a V_PWR (24 V), mientras que la fuente de alimentación para ese opamp es de solo ±12 V. Ningún amplificador operacional puede funcionar con sus entradas tan lejos de los rieles de suministro. Debe usar uno de los chips de detección de corriente dedicados para esta parte del circuito, que están diseñados específicamente para hacer frente a esta situación.

Para cambiar el rango de funcionamiento de 25A a 10A, lo más sencillo sería cambiar la resistencia de 2K a 5K.

No creo que funcione. Si el suministro positivo del amplificador operacional está conectado al voltaje de entrada, podría funcionar bien, pero no con ese amplificador; la entrada debe funcionar hasta el voltaje de suministro positivo. Es posible que algunas rutas de corriente furtiva hagan que la cosa funcione como se muestra, pero no lo creo.

La idea es que el amplificador operacional izquierdo controle una corriente a través de la resistencia de 100 ohmios para hacer que la caída de voltaje sea igual a la caída de voltaje en los 10 m. Ω resistencia de derivación

Dado que la corriente del emisor del transistor es casi la misma que la corriente del colector, esa misma corriente fluye a través de los 2K a tierra y da como resultado un voltaje igual a (aproximadamente) (2K/0.1K)*I*0.01 = 0.2*I. Ese voltaje es amortiguado por el amplificador seguidor de voltaje a la derecha. Supongo que se supone que la resistencia de retroalimentación es de 12K (eso es lo que debería ser) pero parece 1.2K.

Hay algunas fuentes de error: el circuito extrae un poco de corriente de la entrada, las tolerancias de la resistencia y, especialmente, el voltaje de compensación del amplificador operacional a bajas corrientes.

Los dos diodos en serie probablemente estén allí porque el diseñador pensó que el amplificador operacional no puede llegar directamente al voltaje de suministro en la salida (que debe estar cerca del voltaje de entrada para apagar el transistor). Pero no importa con ese amplificador ya que las entradas dejan de funcionar a uno o dos voltios por debajo del voltaje de suministro. Tal vez fue concebido como una aplicación para algo como el LT1636, pero entonces no necesitarías los diodos.

Tal vez la persona que dibujó esto estaba teniendo un mal día o no sabe qué diablos está haciendo para empezar. Si funcionó, simplemente podría aumentar la derivación a 25 m. Ω para obtener el mismo voltaje para 10A que el circuito tendría para 25A. Eso mantendría el error como un porcentaje de lectura de escala completa igual que con el circuito de 25 A (en otras palabras, reduciría el error debido al voltaje de compensación del amplificador operacional en 2.5: 1). Podría hacer lo que sugiere @Dave y aumentar la resistencia de carga de 1K + 1K si no le preocupa la precisión con corrientes bajas.

TL; DR: este tipo de circuito impone exigencias inusuales a los amplificadores operacionales utilizados. Si desea hacer esto, en lugar de usar un amplificador operacional regular, considere comprar un circuito de medición de corriente que tenga un amplificador Vos/TCVos bajo con el rango de modo común de entrada adecuado (incluido el riel positivo) y un transistor de fuente de corriente, todo en un pequeño parte y agregue la derivación, la resistencia de carga y el amplificador de búfer usted mismo.