Stromsensor selbst gemacht: Hallsensor

[inoculator]

Moin auch,

irgendwas habe ich falsch verstanden.

Ich versuche einen Stromsensor mit Hilfe eines Hall Sensors zu verwirklichen.
Ich verwende einen KMZ 10C.

5V Betriebsspannung und 3kA/m Sens.
Dazu habe ich einen Ringkern mit 14,2/27mm Durchmesser.

Der Messbereich soll bis 10A gehen.

Also habe ich den Ringkern einmal eingeschlitzt und den Sensor in den Schlitz geklebt.

Dann habe ich gerechnet:

H=3000A/m
I=10A
l=(Di +Da)/2 * Pi (Mittlere Feldlinienlänge) = 64,684mm
N ist gesucht (Windungszahl)

Ich bin auf einen Wert von 19,405 gekommen und habe auf 20 aufgerundet.

Danach habe ich 20 Windungen um den Kern gemacht.

Das ganze auf Platine gelötet und dann getestet. 5V an Vcc und GND und an +Vo und -Vo liegen 2,5V gegen GND an. Soweit also richtig.

Nun Strom auf den Kern: nix.
Kein Zucken, kein wandern kein nichts.

Wo ist mein Denkfehler?

Gruss und Dank

Carsten

 

[alklex]

Hallo Carsten,

ich habe jetzt nur oberflächlich nachgedacht, aber paar Fragen sind mir gekommen...
- Hast Du den Kern nur angeschlitzt, oder vollkommen durchtrennt ?
Wenn nur angeschlitzt, dann werden sich die Feldlinien nicht den Weg durch die Luft(Sensor) suchen.

- Willst Du AC oder DC messen ?

Und noch eine Frage? Warum keinen fertigen Sensor (LEM) kaufen ?
Siehst Du das eher als Grundlagenforschung ?

Gruß Alex

 

[inoculator]

Hallo Alex,

ja, für mich ist das "Grundlagenforschung".
Ich möchte erstmal selber bauen, um wieder in die Materie eintauchen zu können.

Den Ring habe ich schon einmal komplett gespalten, also ein Q ohne Strich.
Messen will ich in erster Linie DC Ströme.

Gruss

Carsten

 

[thegray]

Also ohne das graue vom Haupt zu schütteln - brauche ich nicht zu rechnen

Aber so wie beschrieben sollte es funktionieren wenn nicht bliebe evtl. auch ein Bausteinfehler?
Hm - *Kopfkratz* [sup]Einfälle statt Abfälle[/sup] gibt jetzt keinen Sensor aber haste nicht noch ne alte Festplatte rumfliegen-> Flußdichte satt.

 

[Bernd Schlueter]

Feldlinien gibt es in dem Sinne nicht. Es sind gedachte Linien, deren Länge kaum Aussagen zulassen, wenn sie durch unterschiedliche magnetische Medien gehen. Da musst Du dann wie bei Kirschhofffs mit Kehrwertern jonglieren, sprich, Du rechnest mit sogenannten magnetischen Spannungen bzw. Widerständen. Deine wirkungsvolle magnetische Länge ist dabei die Schlitzbreite, also etwa die Bauteildicke. Solltest Du also schon etwas sehen, weil Deine 200 Amperwindungen auf ca 2mm Luftspalt wirken, nicht auf 62mm. Ganz klar, die selbstgemachten sind die besten Stromsensoren, die aus dem Hause Carsten. Wie sägt man denn einen Schlitz in einen Ringkern? Mit der Laupsäge?

Die Laubsäge sägt schließlich nur Lauben und Laub. Gefährlich wirds, wenn Du die Magnetlinien durchsägst.Das ist allerdings ziemlich schwierig. Die effektive "Magnetlinienlänge", ich nenne das mal so, verkürzt sich um die relative Permeabilität, die für den Magnetring sicherlich jenseits von 200 liegt. Die effektive Länge beträgt dann für den Luft/Kunststoff/Halbleiteranteil fast genau 2mm, weil die (relative) Permeabilität fast genau 1 ist, die effektive Länge im Ferrit beträgt dann ungefähr 60mm/200, also etwa 2mm gesamt. Macht im Spalt eine magnetische Spannung von 20*10 Ampere=200Ampere, verteilt auf 2mm, eine magnetische Feldstärke von 100.000A/m. Du müsstest also was sehen können.
Magnetische Induktionsdichte: 0,126 Tesla, das ist schon ganz ordentlich. Produkt aus Feldstärke H und universeller Permeabilitäts- bzw. Induktionskonstante. Die hat was mit Einsteinslichtgeschwindigkeit zu tun, denn Magnetismus ist ein relativistiscjher Effekt, eigentlich eine verbogene elektrostatische Kraft.
So, jetzt weißt Du auch, warum Du nicht so schnell durch Remscheid brausen sollst. Die Feldlinien werden dann krumm. Glaubst Du nicht? Ist aber so.

 

[thegray]

Zum Bleistift mit dem Dremel und ner (Felx)-Scheibe drauf

 

[Bernd Schlueter]

[quote thegray]
Zum Bleistift mit dem Dremel und ner (Felx)-Scheibe drauf[/quote]

Dann musst Du aber ganz vorsichtig dremeln, denn in dem Schlitz sitzt doch der Hallsensor!

 

[thegray]

[quote Bernd Schlueter][quote thegray]
Zum Bleistift mit dem Dremel und ner (Felx)-Scheibe drauf[/quote]

Dann musst Du aber ganz vorsichtig dremeln, denn in dem Schlitz sitzt doch der Hallsensor!

Bernd Schlüter
Krefeld, Saxo 1998[/quote]

Aber Bernd ist dir was Verloren gegangen und hast die "Gras"-Darstellung laufen.
Wenn der Carsten einen Ring "öffnet" dann um danach erst den Hall zusetzen also keine Gefahr - oder Halt - soll man das so verstehen das er "kantig flext" nun ja Brille ist klar und da er offensichtlich mit einem Lötkolben umgehen kann wird er auch die Miniflex für ne Minute exakt halten können. Oder meinste nicht
Und wenn nicht die Scheiben (die ich kenne) haben keine Faserverstärkung die fliegen dir bei der kleinesten Verkanntung sowie so um die Ohren. Nach dem Fummeligen erneuren machste das kein zweites mal. Zumal die Bruchstücke bei über 20.000min[sup]-1[/sup] ganz schön scherzhaft sind.

 

[inoculator]

Na Ihr habt ja Themen!!!

Also: natürlich war der HALL-Sensor in der Tüte, als ich den Kern schlitzte.
Und mir ist auch eine Scheibe meines Dremels durch den Heizkeller geflogen. Aber jetzt sitzt er passgenau in dem Schlitz.

Bernd, laut Formelbuch ist die Feldlinienlänge des Kernes zu nehmen.
Würden nur die 3mm des HALL Sensors zum Tragen kommen, würde das heißen, ich müsste ich eine Feldstärke von 100.000 A/m am Sensor haben. Damit würde ich sogar über die Reset Stärke von 7500 A/m kommen.

Da aber am Sensor auch bei kleinem Strom (<10A) schon nichts kommt, nehme ich doch an, daß ich mit meinen 3000A/m nicht falsch liege.

Offen ist, ob der Sensor nicht defekt ist.

Der Verstärker ist berechnet. Ich muss ihn nur noch zusammen stecken -ich faule S.... ;-)

Gruss

Carsten

 

[Bernd Schlueter]

Ich bleibe dabei, die wirksame Feldlänge ist Luftspalt plus der 1/µr -te Teil der Länge im Ferrit. An der Farbe des Ringkerns kannst Du in den meisten Fällen erkennen, welches µr das Kernmaterial ungefähr hat. Das µr der Luft ist sehr genau 1. Da brauchst Du nicht zu teilen, der Luftspalt geht in voller Breite bzw. Länge ein.
Nur die absolute Permeabilitätskonstante ist 1,26*10^-6 As/Vm, hat also eine Dimension.

Mit der statischen elektrischen Kraft ist die magnetische exakt über die Lichtgeschwindigkeit verbunden:
Das Prodkt aus elektrostatischer Feldkonstante Epsilon und µo ist der Kehrwert des Quadrats der Lichtgeschwindigkeit. das sagen übereinstimmend die Maxwell-Gleichungen und die Lorentztransformation, wie sie Einstein anwandte, aus.

Einstein wird von Carsten geflext
Fließt denn wenigstens Hallstrom? Oder hast Du Strom- und Messanschlüsse vertauscht?

Immer, wenn ich von Maxwell lese, bekomme ich Durst auf Kaffee...