Thema: Hilfe für Schulprojekt: Amperemeter

Hallo

wir sind neu hier und möchten uns mit unserem Problem an Profis wenden.
Wir müssen für dieses Halbjahr in kleinen Gruppen ein Projekt machen, das maßgeblich für unsere Versetzung verantwortlich ist.

Nun zu unserer Aufgabe:
als Teil unseres Projektes benötigen wir eine Schaltung, die ähnlich wie ein Amperemeter funktioniert, uns aber keinen Wert auf einer Skala angibt, sondern eine Spannung ausgibt, die sich proportional zu dem strom verhält.
Die Schaltung soll an eine Wechselspannung angeschlossen werden.

Im Vorraus schon mal vielen Dank
Max und Marc

Hallo Max und Mark,

>als Teil unseres Projektes benötigen wir eine Schaltung, die ähnlich wie ein Amperemeter funktioniert, uns aber keinen Wert auf einer Skala angibt, sondern eine Spannung ausgibt, die sich proportional zu dem strom verhält. <

Ich verstehe Euer Anliegen noch nicht ganz richtig...?

Ihr wollt den Strom ermitteln, indem Ihr die Spannung messt?

Die Spannung misst man aber doch parallel (sog. Stromfehlerschaltung) da der Ri vom Messgerät berücksichtigt werden muss.

Habt ihr einen einfachen Stromkreis mit einem Ohmischen Verbraucher?

Am Besten stellt Ihr mal die ganze Aufgabe ins Forum.

also es geht darum, die stromstärke mit hilfe eines microkontrollers auszulesen.
dieser benötigt eine eingangsspannung, die wir dann mit hilfe eines programmes weiter verrechnen können.

Hallo,
an einem Widerstand entsteht bei Stromfluß ein Spannungsabfall.

An 0,1 Ohm fallen bei 10 Ampere U = I * R = 10A * 0,1Ohm = 1 Volt ab, die Verlust-Leistung beträgt P = U * I = 1V * 10A = 10 Watt.
Das ist viel.
Besser ist es, bei 10 A einen noch kleineren Widerstand zu nehmen, z.B. 0,01 Ohm; das ergibt bei 10A einen Spannungsabfall von 0,1V und eine Verlust-Leistung von 1W.
Siehe KHD Formeln

Der kleine Spannungsabfall muß bei Wechselspannung mit einem symmetrisch (+/-) versorgten Operations-Verstärker auf 5 Volt Spitzenwert verstärkt werden.
Das entspricht einer Verstärkung von 5V / (0,1V * 1,414) = 5V / 0,1414 = 35.

Allerdings mag ein Mikro-Controller keine negative Spannung am (Analog-)Eingang, so daß eigentlich nur die positiven Halbwellen verstärkt und ausgewertet werden müssen; dazu reicht für den OpAmp eine asymmetrische Spannungs-Versorgung.
Siehe KHD OpAmp

vielen dank für die ausführliche antwort

ist es irgentwie möglich die wechselspannung gleichzurichten und was müsste dann beim verrechnen beachtet werden, da man ja soweit ich weis einen gewissen verlust hat.

Hallo,
so 'winzige' Wechselspannungen wie die 0,1414 V an dem 0,01 Ohm Widerstand kannst Du nicht gleichrichten, da eine Gleichrichter-Diode erst ab 0,7V funktioniert.

Wenn Du den OpAmp asymmetrisch mit 5V versorgst, dann kann er nur die positiven Halbwellen verstärken und das bei einem Rail-To-Rail-OpAmp nur bis zur Höhe der Versorgungsspannung.
Der Ausgang kann nicht negativ werden, wenn keine symmetrische (negative) Versorgungsspannung da ist.

Nach der Verstärkung kannst Du die pulsierende Gleichspannung (es werden ja nur die positiven Halbwellen verstärkt) mit einer Diode und einem Kondensator etwas glätten. Dann ist die Spannung allerdings wegen der Diode 0,7V geringer.

Zu beachten ist, daß bei Wechselspannung der Effektiv-Wert angegeben ist. Der Spitzenwert ist 1,414 (= Wurzel aus 2) mal höher.