Auto-ranging van 50 nA tot 50 A

Continu en met een hoge-resolutie

Even een stroom meten kan met elke multimeter, maar het verloop van de stroom in de tijd volgen en vastleggen, vraagt om meer. Dit geldt zeker wanneer geheel automatisch het verloop van de stroom binnen een bereik van 50 nA tot aan 50 A gevolgd moet worden. Dit is bijvoorbeeld van belang voor ontwikkelaars van batterij- of accu-gevoede applicaties die het gedrag van de stroom willen weten vanaf stand-by tot aan een zware overbelasting aan toe.

Bij heel veel applicaties kunnen stromen lopen die beginnen bij lekstromen tot aan stromen bij hele zware belastingen. Neem bijvoorbeeld de stroom die loopt in een elektrische auto. Als deze geparkeerd staat, hebben we alleen te maken met de stroom in sleep- of stand-by-mode terwijl bij het rijden er echt vermogen gevraagd wordt en er dus een grote stroom vanuit de accu loopt.
Nu is het helaas niet mogelijk om met hetzelfde meetinstrument zowel de hele kleine als de hele grote stromen te meten, zonder te moeten omschakelen. IMC heeft echter een meetunit gemaakt waarmee geheel automatisch omgeschakeld wordt voor het verkrijgen van een meetbereik dat loopt van 50 nA tot 50 A.

Slimme omschakeling
De vereiste resolutie voor het nauwkeurig kunnen meten van alle stromen in één meetbereik dat loopt van 50 nA tot aan 50 A is technisch niet realiseerbaar. Neem bijvoorbeeld de meetopstelling voor het meten van een stroom die in afbeelding 1 is weergegeven. Hierin wordt gewerkt met een vaste shunt waarvan de waarde bepaald wordt aan de hand van het vermogensverlies bij de maximale stroom. Wanneer bijvoorbeeld de shunt een waarde heeft van 2 m?, dan is het vermogensverlies bij 50 A (P = I² x R) 5 W hetgeen toch echt wel veel is. De spanning over deze shunt is bij 50 A daarentegen slechts 100 mV wat inhoudt dat er minstens 10 tot 100 maal versterkt moet worden voor een spanning die netjes met een ADC is te digitaliseren.
Kijken we nu wat bij deze shunt de spanning is bij de minimaal te meten stroom, dan is dat 0,1 nV en is de meetspanning bij een versterking van 10.000 maal nog altijd maar 1 µV. Dit is een waarde waar we nog altijd niets mee kunnen. Er is nog meer versterking nodig en is de kans heel groot dat we te maken krijgen met ruis waarin het meetsignaal geheel ten onder kan gaan.

>>Lees hier het complete artikel

Voor meer informatie alsmede een whitepaper waarin het meetprincipe nog verder uitgelegd wordt klik hier .