tfdsensor 发表于 2010-10-13 08:49:21

权衡一个精密测电机电流方案,是用标准台表还是用板卡采集

一个实际的项目,需要快速精密测量一个电机电流,电机DC12V,工作电流5A左右,堵转电流50A,经常会堵转,甲方要求电流测试精度0.1%,数据采集1000次每秒。别拍砖指标。测试时间大约10秒,电机带载,卸载,正反转堵转等情况下连续采集电流。
    方案一,用安捷伦等台表配分流器,用GPPIB输出数据到计算机。
    方案二,用一大功率电阻分压,NI普通模拟采集卡采集电压。德国人是这么干的,分压电阻用的康铜/锰铜,有250毫米长铜板。然后加多重滤波后进采集卡。
请高手评论一下哪个方案更好,此项目资金充裕。是给宝马等一线厂家零部件测试。哪里能够买到如此大功率的分压电阻,或者哪里卖温飘低的锰铜/康铜条?台表实时数据输出能力如何?多谢各位

hyl175 发表于 2010-10-13 09:16:50

直接搞个高精度的电流传感器霍尔电流传感器满量程精度万分之0.4

tfdsensor 发表于 2010-10-13 09:20:41

什么牌子的霍尔电流传感器能有这么高精度?响应速度如何?还真不知道

hyl175 发表于 2010-10-13 09:23:44

忘记了不是lem?就是霍尼韦尔

kdtcf 发表于 2010-10-13 09:34:44

楼主1000次每秒的数据采集我不太明白,那可是1mS采集一次了,直流电机在工作时电流波动很大,数据会很不稳的,因为波动周期远远大于1mS。

此项目资金那么充足吗,还给一辆宝马,口水啊。。。。。。

kdtcf 发表于 2010-10-13 09:39:43

其实你的测试系统满量程起码要50A,那50A时有0.1%的精度,在测试5A以下的电流时也只有1%的精度了,除非把精度提高到50A量程的0.01%,或者用两个量程的采集同时进行,50A的是0.1%,5A的也是0.1%,电路复杂点,但是容易做。

采集我认为还是大功率电阻比较能保证精度,起码不用考虑线形的问题,霍尔传感器可是要考虑很多因素了,线形度,反应速度,磁场干扰等等都是要考虑的问题,唯一优点就是隔离,与系统没有电器连接。

tfdsensor 发表于 2010-10-13 10:01:36

非常感谢春风的回复,实际工艺是靠电机的电流判断负载装配质量等。很复杂,我也没搞懂工艺。是一毫秒一个采集值,要求就是快速采集。一线品牌要求的测试也高精,不过没有说送宝马。但数十万硬件费用不是问题,测量是个无底洞,对于这个应用我觉得资金不是瓶颈。
   刚才查了查闭环霍尔传感器,精度不错。你说得双量程倒真是个好办法,例如一个量程是10A,另外一个是50A,可是当电流是50A的时候,低量程的就超了,如何避免低量程系统不损坏呢?我想法是用两个闭环霍尔,或者两个分压电阻

qiufeng 发表于 2010-10-13 10:30:55

回复【楼主位】tfdsensor 毛毛虫
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上网找些电流传感器的资料,包括5欧/1500W巨功率电阻。
点击此处下载 ourdev_589419D3RZBO.rar(文件大小:1.16M) (原文件名:电流传感器.rar)

hyl175 发表于 2010-10-13 11:00:30

电机在标准工作状态测量它的工作电流应该不能够引入过大的附加电阻吧?
要么选用好点的电源能在电机两端做电补偿不然电机工作的状态就不是需要测试的状态了

tfdsensor 发表于 2010-10-13 11:15:23

如果串电阻也是很小的电阻,电机接线端子采用四线测电阻连接方式,19寸机柜直流电源1U或2U的,有好些的推荐一下,呵呵

kdtcf 发表于 2010-10-13 11:33:55

回复【6楼】tfdsensor 毛毛虫
非常感谢春风的回复,实际工艺是靠电机的电流判断负载装配质量等。很复杂,我也没搞懂工艺。是一毫秒一个采集值,要求就是快速采集。一线品牌要求的测试也高精,不过没有说送宝马。但数十万硬件费用不是问题,测量是个无底洞,对于这个应用我觉得资金不是瓶颈。
   刚才查了查闭环霍尔传感器,精度不错。你说得双量程倒真是个好办法,例如一个量程是10a,另外一个是50a,可是当电流是50a的时候,低量程的就超了,如何避免低量程系统不损坏呢?我想法是用两个闭环霍尔,或者两个分压电阻
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1mS采集一个数据而且0.1%是挺有难度的,至少工频干扰你用滤波的方法就无能为力。
现在的采集系统,超量程都不会损坏设备的,采集的电阻使用一个,信号放大和采集用两套。
另外电阻功率也不用很大,50W的10毫欧的就不错的。

tfdsensor 发表于 2010-10-13 11:42:59

对于工频干扰,过采样然后取均值吧,台表咋做那么准,我都想直接用台表了。

kdtcf 发表于 2010-10-13 12:08:08

回复【11楼】tfdsensor 毛毛虫
对于工频干扰,过采样然后取均值吧,台表咋做那么准,我都想直接用台表了。
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过采样取均值,那可不是1mS一个数据了,至少得20mS

tfdsensor 发表于 2010-10-13 12:25:51

不好意思,弄错了。春风说的对,看来不能用过采样。高速要求精度还真不好玩。安捷伦台表高速采集如何对付工频干扰?

kdtcf 发表于 2010-10-13 12:49:52

回复【13楼】tfdsensor 毛毛虫
不好意思,弄错了。春风说的对,看来不能用过采样。高速要求精度还真不好玩。安捷伦台表高速采集如何对付工频干扰?
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我认为安捷伦的台表也只是低速才对付工频干扰的。
单独做为一个仪器,它是不管你外面的干扰的,只保证他自己采集的稳定精确就OK了,假如我要测试电源的波动数据,那它给滤掉了就帮倒忙了。

tfdsensor 发表于 2010-10-13 13:08:03

有道理。分压电阻上的共模电压很高,工频干扰加上的也是共模干扰。如果数采卡的仪放下了功夫,能否忽略这些共模成分呢?如果共模干扰成了差分信号神仙也无能为力了吧?
   春风的主业是做仪表的吗?

3466756555 发表于 2010-10-13 13:17:07

正好最近也在找这个资料

传几个max 的方案 看看行不?

点击此处下载 ourdev_589482SYVNYE.pdf(文件大小:410K) (原文件名:MAX4080-MAX4081电流检测放大带电压输出.pdf)
点击此处下载 ourdev_589483I2TTJS.pdf(文件大小:210K) (原文件名:MAX4173-MAX4173T.pdf)

kdtcf 发表于 2010-10-13 13:22:49

回复【15楼】tfdsensor 毛毛虫
有道理。分压电阻上的共模电压很高,工频干扰加上的也是共模干扰。如果数采卡的仪放下了功夫,能否忽略这些共模成分呢?如果共模干扰成了差分信号神仙也无能为力了吧?
   春风的主业是做仪表的吗?
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你这系统才12V,完全可以和测试系统共地的,用高速仪表放大器是可以搞定的,我还是建议你用分压电阻直接采集,霍尔的可能难度很大,通信部分光电隔离就行,用串口通信比较简单。
我以前做过仪表,不过也是半瓶醋。

tfdsensor 发表于 2010-10-13 15:28:57

初步方案,利用分压电阻(闭环霍尔传感器需要评估)出来的小信号,滤波后进NI的数采卡。感谢诸位帮助。

jiabin1024 发表于 2010-10-13 16:33:16

呵呵~~宝马的就是不一样。

jrcsh 发表于 2010-10-13 16:51:56

发动机起动电机~~~ 嘻嘻我猜中了没

我想如果想快速完成这个作业 用方案一,用安捷伦等台表配分流器,用GPPIB输出数据到计算机。

别人现成有保障的成品          前提就是烧钱

jrcsh 发表于 2010-10-13 16:53:59

哪里能够买到如此大功率的分压电阻

定制~~~   10个和 1000个~~~价格不会差太远

longquan 发表于 2010-10-13 16:56:49

启动电机电流不止50A

hyl175 发表于 2010-10-13 18:06:18

应该是暖风电机、冷风电机或者摇窗电机之类

tfdsensor 发表于 2010-10-13 19:36:04

小会会的经历和我类似,我个人感觉标准台表也不错,小会会知道GPPIB是否能够承受1k次采样数据每秒的实时数据通讯。其实台表没有NI的PXI系统烧钱,NI的起步价格也要4万,随便一个板卡也要一万PXI接口的。但是台表的柔性低,一旦一个功能,台表没有就完蛋了。数采卡基本是万用的。
    这是个安全产品上的电机,普通摇窗电机才没有这待遇,

durable 发表于 2010-10-13 19:48:44

建议楼主看看横河YOKOGAWA的功率分析仪WT3000、WT1600
精度绝对满足楼主的要求 只是数据采集1000次每秒这个指标比较难,而且是连续采集10秒

xinchenlib 发表于 2010-10-13 19:59:27

学习了

ilawp 发表于 2010-10-13 20:35:47

YY一下,仅供参考。

使用5毫欧的采样电阻,高速的sigma-delta ADC,例如AD7190(24bit、1~128倍PGA,最高4.8KHZ。在128倍增益,1K采样率下保守估计有12位以上的有效位)。
春风的想法很棒,两个量程的一起采。50A时采样电阻上最大电压也就0.25V,不超过ADC的电源电压就不会烧。
这样的电路很简单,不用单独设计放大电路,两个量程的电路一样的。sigma-delta自带50/60HZ抑制。
如果为了可靠性考虑,楼主只考虑成品不考虑自己做,就当我没说。

zhou_1989 发表于 2010-10-13 21:31:04

安捷伦的34410/1六位半下每秒也有1000个读数了吧。。。五位半更高了。。见图
这俩都是有以太网和USB2.0的,或者也可以数据直接进表内存,再传回来。
数采卡的弹性比台表高?我倒是觉得可能台表高一些

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_589623D91C39.gif
(原文件名:QQ截图未命名.gif)

zhou_1989 发表于 2010-10-13 21:47:37

奢侈下且YY~~~如果钱够多的话8W的3458似乎有更加惊人的速度。。。
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_589627SJHJDN.gif
(原文件名:QQ截图未命名1.gif)

lwy86 发表于 2010-10-13 21:53:15

如果台表满足要求就用台表吧,NI的卡不是一般的贵。上一年坏了1张6位半的DMM卡,维修的价格差不多是买新卡的价格,然后真的是换新卡了,都不知道是赚了还是亏了,公司的34401A都用了10都没有坏。

tfdsensor 发表于 2010-10-13 22:34:35

一直在外面用手机上网,现在有点晕了。要坐下来好好考虑了,安捷伦太太BT了,NI的一块万用表卡买个六位半台表有余。一个PXI系统烧几十万比3458要贵。另外系统一定是用成品,谢谢27楼ilawp的提议,高速采集情况下工频干扰应该不能被抑制吧?越闻其详。偶太菜了看不懂NI板卡的硬件方案,要是能解剖一块卡就好了。就数采卡性能而言NI的应该属于一流阵营

emicro 发表于 2010-10-13 22:40:42

正好做个一个类似的,不过是1-30A,这些方案都考虑过,首先排除霍尔传感器,莱姆和霍尼韦尔都达不到你的要求;NI的万用表数据采集卡测试结果比34410A差,抗干扰能力也差,估计LZ没有太多的仪表开发经验和设备,建议你直接买安捷伦的34410,网络接口即隔离又使用方便,搭配PBV或A-H四线电阻,应该能满足你的要求。

ilawp 发表于 2010-10-13 23:02:15

回复【31楼】tfdsensor 毛毛虫
一直在外面用手机上网,现在有点晕了。要坐下来好好考虑了,安捷伦太太bt了,ni的一块万用表卡买个六位半台表有余。一个pxi系统烧几十万比3458要贵。另外系统一定是用成品,谢谢27楼ilawp的提议,高速采集情况下工频干扰应该不能被抑制吧?越闻其详。偶太菜了看不懂ni板卡的硬件方案,要是能解剖一块卡就好了。就数采卡性能而言ni的应该属于一流阵营
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工频抑制靠的是adc自带的数字滤波器产生的陷波点,理论上抑制能力很强。这个只是广告的说辞,具体啥原理我也不懂 %>_<%。一般sigma-delta型adc的介绍里都会说的很详细。
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_34/ourdev_589640NXI0HO.jpg
(原文件名:无标题.jpg)

如果只是几K的采样率很高的分辨率的话,NI的卡应该也是用sigma-delta型adc,我见过一套NI的采集系统,24位,用于高速热电偶温度采集,1K没问题。没机会拆

tfdsensor 发表于 2010-10-13 23:05:34

坛子里面好人太多,偶感激的内牛满面,LS的弟兄,偶rp爆发遇到你正好做过。我确实没有仪表方面的经验。NI的万用表卡干不过台表,这个理解:-)

jrcsh 发表于 2010-10-14 00:32:07

回复【24楼】tfdsensor 毛毛虫
小会会的经历和我类似,我个人感觉标准台表也不错,小会会知道gppib是否能够承受1k次采样数据每秒的实时数据通讯。其实台表没有ni的pxi系统烧钱,ni的起步价格也要4万,随便一个板卡也要一万pxi接口的。但是台表的柔性低,一旦一个功能,台表没有就完蛋了。数采卡基本是万用的。
    这是个安全产品上的电机,普通摇窗电机才没有这待遇,
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不幸的告诉你~~~~ gppib 不知何物没玩过1秒 1K 次 也就是 1ms 一次我猜还是很轻松完成吧 STC AD都都去到了300K/S如果有瓶颈问题就试试并联并联并联并联 不信并不死你


跑去查了一下   GPIB

是一种工程控制用的协议。最初由HP公司提出,目前成为一种国际标准,遵守的协议为IEEE488。一般被用来使用任何编程语言如VB、Vc、C++实现电脑对仪器的控制。当然也有某些仪器制造商自己开发的语言支持GPIB。如keithley公司使用的testpoint,NI公司的labview等。实现这种控制首先要被控仪器支持GPIB,其次,工控机安装IEEE488卡,并通过gpib线连接两个设备。

GPIB比串口控制提高了传输速率和同时支持的设备总数。
----但是目前已经被传输速率更快支持设备总数更多的lan接口替代。 ---------------


GPIB
NI GPIB硬件和软件提供了3大主要优势——更为精良的性能、高可靠性、不断提高的生产效率,可帮您在整个仪器控制系统的开发和使用周期中(从系统开发到投产与维护)节省大量时间与成本。

NI在1976年开始开发GPIB产品,推进了ANSI/IEEE 488标准的引进,因此无论使用来自哪个厂商的台式机PC,工程师和科学家都可以使用NI的GPIB产品对仪器进行控制。从那以后,NI积极推进着GPIB标准和GPIB技术,并且收集来自各种总线的用户和仪器厂商的反馈——从用于多操作系统平台的集成电路和接口板卡直至驱动程序和API函数。NI在过去30年中的协同努力使GPIB成为了一种易于使用的、久经考验的仪器控制接口,它具有以下优点:

•超过5000种可选的GPIB仪器
•与其他仪器接口的软件兼容性(由NI-VISA和SCPI提供)
•久经考验的易用性,并且为人所熟悉
•低延迟性能(低于100 μs,优于LXI和USB)
•高带宽性能(使用IEEE 488可高达1.8 MB/s,使用HS488可高达8 MB/s)
•十分坚固的电缆和接口
•使用光纤和以太网扩展器进行长距离远程控制

之后,NI继续为GPIB和仪器控制做出了巨大贡献。实际上,在过去的五年中,我们重新设计了许多GPIB产品,使它们包含新的特性、减小外形尺寸、增强功能。这些新型GPIB产品和研究领域包括:

•引进第一个PCI Express GPIB控制器
•高速USB转GPIB高速控制器
•兼容RoHS的控制器、电缆和集成电路
•兼容Windows Vista操作系统
•兼容Mac OS X
•兼容Solaris 9、10



-------•低延迟性能(低于100 μs,优于LXI和USB)----------------

kdtcf 发表于 2010-10-14 09:36:33

回复【34楼】tfdsensor 毛毛虫
坛子里面好人太多,偶感激的内牛满面,ls的弟兄,偶rp爆发遇到你正好做过。我确实没有仪表方面的经验。ni的万用表卡干不过台表,这个理解:-)
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楼主这个项目如果是我的,我就自己搭电路,就一个电流采集系统,0.1%其实不难的。
建议前端精密电阻采集微弱信号,后面放大,然后进入AD采集了,然后就发给电脑了,用HP34401简直90%的功能都浪费了。

tfdsensor 发表于 2010-10-14 11:08:09

这个项目也不是我的,这等赚钱项目是外资单位的,我帮哥们规划方案,运气好的时候也许可以喝到汤。如果春风等高手,可谓条条道路都通,任何设计都是妥协的结果,没有最好只有更适合,项目经理也要对人力等资源权衡才能最终决定。从技术论证来看,至少实现客户需求都没有问题。春风是个热心人,再次表示感谢,有机会到天津,一起喝一杯

freshorange 发表于 2010-10-14 12:02:31

想找精密取样电阻,可以找东阳三星问问,很多标准源有用他们的电阻:
http://profile.sanxingshiye.com/cn/product-1.asp

freshorange 发表于 2010-10-14 12:50:55

推荐34410A 加四端取样电阻,4位半显示,采样速率50kHz,软件滤波。

XA144F 发表于 2010-10-14 15:47:22

最大50A,这个相当超出极限了啊,是什么用的?电动车的无刷电机吗?

我自己做一个锂电池充电电路,电流监控用MAX471,最大才2A。

ssaweee 发表于 2010-10-19 22:02:11

vishay 有0.001欧的,测50A足够了吧?
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