Pośrednia metoda pomiaru prądu

[klaps6]

Witam.

Postanowiłem opisać metodę pomiaru prądu pobieranego przez silnik za pomocą rezystora o znanej wartości.

 

Zacznijmy od prostego schematu:

 

 

Metoda ta polega na badaniu spadku napięcia na rezystorze o znanej wartości. Dla naszych potrzeb (pomiar prądów nawet do 100A) wymagane jest aby rezystancja wynosiła mało, proponuję 0.01Ω albo nawet 0.001Ω. Bocznik taki najlepiej wykonać z kawałka przewodu miedzianego, dobranie go dokładnie jest bardzo ważne można to wykonać w następujący sposób:

 

Wymuszamy w obwodzie przepływ prądu (np 1A) i badamy spadek napięcia na odcinku przewodu. (polecam wykonać bocznik niezbyt długi, jak kiedyś się tym zajmowałem to mój bocznik miał około 5cm i miał rezystancję 0.001Ω)

 

Kontynuując, długość bocznika jest wtedy prawidłowa kiedy wartość odczytanego na mierniku napięcia jest równa I*R,

dla jednego ampera: 1*0.001=0.001V, czyli odczytamy 1mV (oczywiście można przyjąć rezystancję większą np 0.01Ω wtedy dla 1A odczytana wartość wynosi 1*0.01=0.01V czyli odczytamy 10mV, jednakże taki bocznik przy 10A już daje spadek 0.1V, przy 50A już 0.5A, niby nie dużo ale zawsze żal :wink:)

 

Tak wykonany bocznik musimy jakoś utrwalić, najlepiej wykonać to precyzyjnie (bez przesunięcia) lutując przewody bocznik - woltomierz, które można zakończyć bananami dla ułatwienia połączenia bocznik-woltomierz. Końcówki bocznika (przewód dużego przekroju) skracamy maksymalnie (nie ma po co grzać dodatkowej rezystancji, między innymi dlatego mamy krótkie przewody reglera) i lutujemy do nich konektory (takie żeby pasowały aby wpiąć się szeregowo w instalację akku - regler. Tak przygotowany bocznik a tak naprawdę kawałek przewodu możemy zapakować w termokurczkę.

 

Bocznik gotowy, możemy go używać, nie wprowadza dużego zniekształcenia pomiaru pod warunkiem, precyzyjnego dobrania długości przewodów, metoda ta zapewnia dostatecznie dokładny odczyt mierzonego prądu. Prąd obliczamy oczywiście ze wzoru I=U/R, jest to bardzo intuicyjne ponieważ zawszę dzielimy przez 0.001Ω lub 0.01Ω, chociaż zawsze można dobrać rezystancję nie na "okrągło" i sobie utrudnić pomiary. :devil:

 

Jeśli coś jest niejasne to proszę pytać, do napisania tego skłonił mnie post ładziaka,

tutaj

[tomson]

Wszystko to się trochę kupy nie trzyma, oczywiście teoria jest poprawna jak najbardziej

ale z tego co widzę to operujesz tutaj jednostkami które są mniejsze niż błąd odczytu zwykłego multimetru

Zewrzyj sobie końcówki miernika i zobacz co ci pokaże miernik, a ty chcesz tu mierzyć 0.001Ω :shock:

Ja jak nieraz dobieram bocznik do amperomierza to wszystko odbywa się doświadczalnie, ucinają cały czas po kawałku drutu tak aby uzyskac poprawne wskazanie

Proponuje jednak większy prąd niż 1A wtedy błąd pomiarowy będzie mniejszy

 

Prąd obliczamy oczywiście ze wzoru J=U/R

Rozumiem że to zwykła literówka J=I :wink:

sam również pisząc długopisem używam J ale z klawiatury to już jest I

[klaps6]

Rozumiem że to zwykła literówka J=I :wink:

 

Tak, faktycznie na papierze tak, ale klawiatura to co innego, wyedytowano.

 

a ty chcesz tu mierzyć 0.001Ω :shock:

 

Czy napisałem że chcę dokonywać pomiaru tak małej rezystancji? Odczytujemy sapdek napięcia na tej rezystancji. A nie zaprzeczysz chyba że pomiar mV jest w pełni możliwy :wink: Do pomiaru takiej rezystancji to raczej zabrał bym się mostkiem tak, tak, thomsona

 

Dobierając pocznik do amperomierza (rozszerzając zakres) najlepiej jest robić tak jak mówisz, ale czy ja nakazuję wyliczenie tego odcinka przewodu? Nie, sprawdzamy to doświadczalnie.

[tomson]

Już jest OK ale nadal uważam że jednak wstępne pomiary powinny odbywać się przy wyższym prądzie bo ten 1mV spadku napięcia to też trąci mi sporym błędem :wink:

Tak jak piszesz do pomiaru małych wartości używa się innych technik niż taki miernik

Spróbuj zmierzyć 10pF przykładając 30cm przewody od miernika

[klaps6]

W sumie im większy prąd "kalibrowania" bocznika tym lepiej, 1A podałem tak przykładowo.

 

Kiedyś podczas pomiarów nowo nawiniętego streamera, skorzystałem z nadajnika i odbiornika a nie jak zwykle z serwotestera, nadajnik odłożony na stół, jakieś 20cm od miernika, a efekt był taki że mierzone napięcie (prąd przez bocznik) "pływało" w znacznym przedziale, a miernik to metex kolegi. To zwraca także uwagę na warunki w jakich dokonujemy pomiarów.

[tomekr]

Koledzy, ja wykonałem bocznik 1mΩ i na nim mierzyłem prąd, bocznik rzędu 10mΩ siedzi w mierniku o zakresie 20A i praktycznie jest za duży bo duże spadki napięcia i duża moc na nim tracona. Zgodnie ze wzorem I^2*R przy prądzie 20A na boczniku 10mΩ wydziela się 4W mocy a przy 40A jest to 16W, a to już całkiem sporo na mały bocznik. Przy rezystancji 1mΩ to będzie odpowiednio 0,4W i 1,6W, no i spadki napięcia 20mW i 40mV.

Można skorzystać ze wzoru na długość przewodu

L[mm]=S[mm^2]/0,0176 , gdzie S to przekrój przewodu, np: mamy przewód o przekroju S=2,5mm^2, to ze wzoru wynika że długość potrzebnego nam bocznika to

2,5/0,0176

czyli L=142mm ..

Ucinamy nieco dłuższy przewód niż te 142mm, np. 160mm, na końcach zdejmujemy izolację po ok. 10mm, lutujemy końcówki tak jak byśmu chcieli zrobić przedłużacz do przewodu zasilającego (np. gold żeński i męski), oraz do odizolowanych końcówek przewodu bocznikującego dolutowujemy przewody pomiarowe w odległości 142mm od siebie. Przed zaizolowaniem końcówek warto jeszcze skontrolować wskazania bocznika łącząc szeregowo nasz bocznik z podłączonym woltomierzem i dodatkowy amperomierz odniesienia, jeśli są niewielkie różnice wskazania (do 5%) akceptujemy to, przy zbyt dużym wskazaniu na naszym boczniku niewielkie rozbieżności możemy skorygować dodając cyny w miejscu podlutowanie przewodów pomiarowych do bocznika, za małe wskazania wymagają przelutowania przewodu dalej. Oczywiście nasz woltomierz ustawiamy na zakresie 200mV, daje on rozdzielczość 0,1A przy boczniku 1mΩ, a całkowity zakres to 200A, ale raczej nie do wykorzystania przy przewodzie 2,5mm^2. Jako ciekawostkę podam, że wydzielałoby się na tym przewodzie 40W ciepła. Praktyczny zakres to ok. 80-100A.

Szkoda, że nie mam zdjęć

[tomekr]

są zdjęcia bocznika

czarny przewód wpięty w czerwony od regulatora to bocznik, przewody pomiarowe wpięte w czarny miernik, żółty miernik mierzy napięcie na regulatorze.

i

 

wpinam bocznik

 

polecam jeszcze mój post u Alexa

http://www.alexrc.com/ipw-web/bulletin/bb/viewtopic.php?t=4189&postdays=0&postorder=asc&highlight=stanowisko+pomiarowe&start=9

oraz

http://www.alexrc.com/v-web/bulletin/bb/viewtopic.php?t=1121&postdays=0&postorder=asc&start=9

Jest tu zdjęcie bocznika, aczkolwiek w tym poście do pomysłu z kupnym rezystorem należy podejść b. ostrożnie, nie wiadomo gdzie się podpiąć z miernikiem w taki rezystor.

 

p.s. mam nadzieje (właściwie to jestem pewiem :?: ), że moderatorzy nie zbanują mojego linku do konkurencyjnego forum, jako, że jest kopalnią wiedzy, ale podejrzenia są bo coś tu mało odnośników z tąd tam (i odwrotnie też) , a ludzi z tamtąd sporo.

[a_skot]

Tutaj prezentowałem swoje stanowisko do badania silniczków. Pod spodnią stroną "modułu zasilania" :wink: jest właśnie bocznik do pomiarów prądów. Bocznik wykonany został z odcinka przewodu 2,5 mm. Najwięcej zabawy było z doborem odpowiedniej długości. Ze względów praktycznych jeden koniec drutu przylutowany został do złoconego gniazda bananowego. Następnie wykorzystując jako wzorzec żarówkę halogenową tak dobierałem długość przewodu aby wskazania na podłączonym równolegle do bocznika miliwoltomierzu były takie same jak na kontrolnym amperomierzu. Po wstępnym dobraniu długości przewodu dolutowałem drugie gniazdo bananowe i sprawdziłem wskazania obu mierników. Po kilku korektach położenia drugiego gniazda uzyskałem bocznik którego błąd był mniejszy od 3%.