Ampermetrenin Beslendiği Devre Üzerinde Ölçüm Yapması (Yalıtım Olmadan)

[iruraz]

Merhaba,

Şemadaki gibi oluşturduğum dc motor süren bir devre var. Seri olarak bağladığım piller ile toplam 48V elde ediyorum. Motor ve kontrolcüyü devrede yük olarak belirttim. Problemim şu; devrede yükten sonra bağladığım 75mV 500A 'lik şönt direnç üzerinden ölçüm yapan ampermetre yine kaynağı oluşturan hücrelerin birinden (12V ile) beslenmektedir. Danıştığım birisi, ampermetre ve şönt aynı kaynaktan yalıtımsız olarak beslendiği için alınan ölçümün yanlış olacağını söyledi. Burada aynı kaynaktan beslenmesi ne gibi bir sorun ortaya çıkarıyor? Aynı kaynaktan beslenen bir ölçüm cihazı ile aynı kaynaktan beslenen devredeki bir eleman üzerinde ölçüm yaparken nelere dikkat etmemiz gerekir (eleman ve ölçüm cihazı arasında yalıtım olmadığını varsayarsak)?

Saygılarımla.

Devre şeması için :

http://postimg.cc/image/rik2ivkhx/

[Klein]

Ölçersin, bir sıkıntı çıkmaz. Motorun beslsme üzerinde yaratagağı gürültü belki ölçüm devresini etkiler.  Çok sorun olacak bir şey değil. Ölçümü yapacak devrenin veya entegrenin beslemesini iyi filtre edersen hiç bir şey olmaz. 

[iruraz]

Aslına bakarsanız gürültüyü filtrelemek için bir önlem almadık. Burada kafamı karıştıran şey ölçüm yapan ve ölçülen elemanları besleyen kaynakların birbirinden yalıtımı. Araştırırken denk geldiğim örneklerin hemen hepsinde ayrı kaynak kullanmışlar ya da trafo ile yalıtım sağlamışlar. Bu yalıtımın sebebi tam olarak nedir acaba? Bir de bir yerde ölçüm cihazı kendi besleme voltajından daha küçük gerilimleri ölçemez gibi bir şey okumuştum (tabi yine aynı kaynaktan beslenen ölçüm cihazı ve devre elemanı üzerine konuşuyorum). Bunun doğruluğu var mıdır acaba? Yardımınız için teşekkür ederim.

[Klein]

Eğer akım direncin GND'ye bağlı olmasaydı, 48V ile yük arasında bağlı olsaydı, nasıl ölçüm yapardın?

Aşağıdakine benzer, ölçeceğin sistemin gerilimi ile beslenen bir devre  kurardın.


Peki 48V ile beslenebilen opamp bulabilir miydin? belki. Peki sistem 100V ile besleniyor olsaydı? 100V ile besleyebileceğin bir opamp bulabilir miydin? hayır.   Ne yapacağız bu durumda? Ölçüm yapmayacak mıyız?
Yapacağız tabi ki. Bir diferansiyel amplifikatör yapıp, beslemesini sistemin beslemesinden ayıracağız, sistemle tek bağlantımız ölçüm uçları olacak.

Tabi kaynağı ayırmak veya izolasyon için tek geçerli sebep bu değil.  Bunun yanında, Şebeke üzerinde ölçüm yapıyorsak sistemimizi şebekeden izole etmek,Çok yüksek gürültülü ortamlardan beslememizi izole etmek gibi birkaç sebebp daha sayılabilir.

Ama senin uygulamanda buna gerek var mı? hayır.

Bir de bir yerde ölçüm cihazı kendi besleme voltajından daha küçük gerilimleri ölçemez gibi bir şey okumuştum

Yanlış bilgi, ya da yanlış anladın. 

[iruraz]

@Klein sistemimiz 4 adet 12V 'luk pilden oluşuyor sizin verdiğiniz devrede 48V besleme tek bir kaynak gibi gösterilmiş amacını pek anlayamadım (cehaletimi mazur görün). Sistemde kullandığım ampermetre resimdeki gibi hazır satılan cihazlardan (up5035). Bu cihaz için 2 bağlantı önerilmiş ve ikinci bağlantı da aynı besleme kullanıldığı için yalıtım yapılmış.



bağlantı-1


bağlantı-2


Öğrenmek istediğim şey kaynakların birbirinden yalıtımıydı. Mesela yukardaki resimde de örnek devrede kaynaklar birbirinden farklı.

Ölçersin, bir sıkıntı çıkmaz. Motorun beslsme üzerinde yaratagağı gürültü belki ölçüm devresini etkiler.  Çok sorun olacak bir şey değil. Ölçümü yapacak devrenin veya entegrenin beslemesini iyi filtre edersen hiç bir şey olmaz.

Cihazın gösterdiği akımı bir de kelepçeli ampermetre ile ölçersem teyit etmek açısından daha iyi olur galiba. Yardımlarınız için tekrar teşekkür ederim. Saygılar.

[Klein]

İlk mesajda verdiğin linkteki devrede kaynaklar ortak, sonuncuda farklı. İkisinin dde ölçeceği değer aynı. Kaynakların aynı veya farklı olması ölçüm sonucunu etkilemez.

48V tek kaynaklı örneği verme amacım şu: 
İki ayrı kaynak neden gerekli olabilir saorusunun cevabı kafanda şekillensin diye.
Eğer böyle yüksek gerilimlerin varsa  tek kaynaktan bu şekilde beslemek istersen , o gerilimde çalışabilecek aktif elemanlara ihtiyacın olur. Bunu da her zaman elde edemezsin,o zaman da ift kaynağa ihtiyacın olur.

[legolas]

ilk verdiğiniz devrede ampermetre devredeki dirence (voltmetre gibi) paralel olarak bağlanmış, oysa seri olarak bağlanması gerekir.

[Klein]

Aslında bağlantı doğru, tanım biraz yanlış. Oradaki alet ampermetre değil , voltmetre olacak. Sanırım akım ölçmek istediğini belirtmek için öyle yazmış.

[iruraz]

@legolas haklısınız yanlış göstermişim, ampermetrenin çalışma mantığını da belirtmem gerekirdi. @Klein nette araştırıyorum bu yalıtım olayını daha istediğim gibi bir sonuç bulamadım ama hemen hemen her yerde karşıma yalıtım için kullanılan dc-dc çeviriciler çıkıyor (en basitinden 7812 vb.). Merak ettiğim bu yalıtım ile ölçüm arasında nasıl bir ilişki olduğu (gürültü dışında).

[Klein]

yalıtım ile DC-DC çevirici veya 7812'yi birbiriyle karıştırma.  7812 linear regülatör. DC-DC çeviricilerin de tamamı izole değil.
Neden Regülatör veya gerilim çeviriciler kullanıyoruz sorusunun cevabını mı arıyorsun? Neden İzole kaynak kullanıyoruz sorusunun cevabını mı arıyorsun?

[iruraz]

7812 yalıtım da sağlamış olmaz mı aynı zamanda? O zaman her çevirici ya da regülatkör yalıtım sağlamıyor. İzole kullanmanın mantığı nedir?

[Klein]

Gürültü bağışıklığından, farklı potansiyelleri olan sistemlerin bağlanabilmesine kadar birkaç nedeni var.
Basit bir örnek.
Diyelim ki 220V'u ölçen  bir devren var. 220V'u doğrulttun bir de regülatör taktın, devrenin beslemesini de yine buradan elde ettin.
Nötr GND oldu, Fazı da doğrultup devreyi beslemiştik. Bu devrenin çıkışını da bir bilgisayara bağladık.  Bilgisayarla devremizin GND'sinide birleştirdik.  Şimdilik sorun yok.  Peki biri geldi fişi ters taktı, Yani faz ve nötr yer değiştirdi, ne olur?
Artuk faz Bilgisayarın kasasında, ee toprak da bilgisayarın kasasına bağlıydı. Ne oldu , Sigortalar gümledi.
Bu basit ve uç noktada bir örnek.

Eğer bir sebepten dolayı iki veya daha fazla sistemin Topraklarını ve/veya devrelerin GND noktalarını birleştiremiyorsan, sistemleri birbirinden izole etmen gerekir diyebiliriz. En basit gerekçe bu.

[iruraz]

@Klein açıklamalarınız için teşekkür ederim.

Gürültü bağışıklığından, farklı potansiyelleri olan sistemlerin bağlanabilmesine kadar birkaç nedeni var.

Bu sebepler üzerine biraz daha araştırma yapsam iyi olacak galiba.

Eğer bir sebepten dolayı iki veya daha fazla sistemin Topraklarını ve/veya devrelerin GND noktalarını birleştiremiyorsan, sistemleri birbirinden izole etmen gerekir diyebiliriz. En basit gerekçe bu.

Uzattığımın farkındayım ama izolasyon sağlayan entegreler bunu nasıl sağlıyorlar acaba?

[Klein]

Eğer bahsedilen izolasyon bir besleme devresi ise, genelde entegrenin kendisi yapmıyor. Entegre  bir trafonun primerini sürüyor , trafonun sekonderinden çıkan gerilimi de doğrultup kullanıyoruz.

Yüksek akım ihtiyacı olmayan sinyallerin (örn:izole RS485, ethernet, clock, data vs..)  izolasyonunda  birkaç yöntem var.
Optik izolasyon için optokublörler kullanılıyor. Yine Besleme devresindeki mantığa benzer şekilde transformatörlü izolasyon kullanılıyor. Bu tür devrelerde yüksek akım ihtiyacı olmadığı için, trafo entegrenin içerisinde olabiliyor.

[iruraz]

@Klein açıklamalarınız için teşekkür ederim. İyi çalışmalar.