Messung kleiner Ströme
Spannende Präzision
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Gesamtfehler
Um einen Eindruck vom Gesamtfehler des Ausgangssignals zu bekommen, sind die Fehlanpassung der Widerstände und der Offset des Verstärkers zu addieren. Der Wert der Ausgangsspannung kann somit gemäß Gleichung (5) beschrieben werden. Die Kurven in den Bildern 2 und 3 geben den maximal zu erwartenden Fehler über die zu messende Spannung wieder – unter Einbeziehung der Genauigkeit der Widerstandswerte inkl. Shunt.
Fazit
Für high-seitige Strommessungen werden üblicherweise spezielle Verstärker verwendet. In Anwendungen, in denen die Gleichtaktspannung größer als 70 V ist, sollten Messungen dieser Art jedoch mit konventionellen 5-V-Operationsverstärkern vorgenommen werden.
High-seitige Strommessungen lassen sich effektiv mit einem Präzisionsoperationsverstärker wie dem TSZ121 durchführen, der dafür durch eine Zenerdiode (um die Betriebsspannung von 5 V bereitzustellen) und einen als Pegelumsetzer dienenden Transistor ergänzt wird. Einkalkuliert werden müssen bei dieser Lösung Fehler, die durch die Widerstände und die Verstärker verursacht werden. Damit die Strommessung mit hoher Genauigkeit erfolgt, wird die Verwendung von Widerständen mit 0,1 % Toleranz empfohlen.
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