Stromdichtesimulator

moin moin

also zunächst einmal hab ich die Reihenfolge in der Summe nicht eingehalten:
Messwiderstand:150 mOhm
Kontaktwiderstand: 6,7...12 ,5 mOhm
Kupfersegment: 10,4 nOhm
Durchkontaktierung der Leiterplatte: 221 µOhm
Leitungswiderstand: 1,12 mOhm
+ Relaiswiderstand

Code:
(150 + 6.7-12.5) mOhm + Relais = 156.7-162.5+x mOhm mit Nebenbedingung ±1%=±1.5mOhm auf die 150mOhm Messwiderstand

- Du brauchst für die Bestimmung des zu messenden Widerstands auf 8 Stellen Genauigkeit rechnerisch mindestens 26bit Auflösung. Mit billiger Messtechnik hat das nichts zu tun…

Die Messtechnik für die Stromdichtemessung ist ja schon fertig. Baubedingt treten bei der Messung im worst case mehr als 10 - 15 % Fehler auf, da über den Messshunts eine Bipolarplatte geklemmt ist. Man nimmt an, dass diese nur in Querrichtung leitet. Im realen Fall leitet sie natürlich auch in Längsrichtung. Dh: fällt theoretisch nur über einem Segment der Strom ab, kann man in den Nachbarsegmenten auch Strom messen. Die Ausgleichsströme nennt man Lateralströme. Der Sinn der Arbeit soll sein: wenn ich die Messplatine in den Simulator/Teststand einspanne und auf einem Segment nur Strom gebe, wieviel kann ich auf den Nachbarsegmenten messen. Also ich möchte zB die Lateralströme messen.
Außerdem soll es aber auch möglich sein, die Messplatine ohne Bipolarplatte einzuspannen und so jedes Segment mal relativ genau anzusprechen.

- Der zu messende Widerstand liegt in der gleichen Größenordnung wie die Toleranz deines Shunts und ist deutlich kleiner als der noch deutlich stärker schwankende Leitungswiderstand. Hast du schon einmal eine Fehlerrechnung gemacht?

Mit dem MEsssystem habe ich ja nichts mehr zu tun. Dafür gibt es allerdings Fehlerrechnungen. Zb wurde der Widerstand der Shunts nochmal genau bestimmt und die Abweichungen sind mit in die Kalibrierung des MEsssystems eingeflossen.
Auf die gesamte Messkette gibt es folgende wahrscheinliche Abweichungen (hier wurde mit den wahrscheinlichen/ nicht maximalen gerechnet):

Für die gesamte Messkette der SDM (Sensor + ADC) ergibt sich eine wahrscheinliche Abweichung von 1,005 % bei 1,2 A Segmentstrom.
Für die Messkette der Temperaturmessung (Sensor + Stromquelle + ADC) ergibt sich eine wahrscheinliche Abweichung von 5,665 % bei 80 °C.

Die Abweichungen sind jetzt nur für das Messsystem, ohne Teststand/Simulator und ohne Lateralströme.

- Was mir bisher noch unklar ist:
- Hast du jetzt eine einzige Stromquelle oder eine pro Messsegment in deiner Matrix?
- Bei mehreren Stromquellen: Wozu willst du den Strom noch über einen Shunt messen?

Es soll eine Konzeptarbeit sein. Ich will zeigen, welche Möglichkeiten es gibt, den Strom über einer Segmentierten FLäche [mit Labview] zu steuern.
1. Möglichkeit: kontinuierliche Steuerung für jedes einzelne Segment (dafür würde ich OPVs nehmen -> sprich ein Vielkanalpotentiostat/galavanostat)
Steuerung: die OPVs müssten eine relativ genaue Spannung als Eingangssignal bekommen oder? dafür würde sich ein gefiltertes PWM Signal anbieten?

2. Möglichkeit: diskrete Steuerung (ich stelle vorher variabel aber fest EIN Potentiostat/Galvanostat für ALLE Segmente ein); Segment wird über Relais zu oder abgeschaltet
Steuerung: jedes Relais wird über einen digitalen Eingang gesteuert

(Oder gibt es noch andere Möglichkeiten?)

Nun soll die Arbeit nicht nur theoretischer Natur sein. Ich möchte gerne noch Messwerte dazu gewinnen. Dazu will ich testhalber so einen Teststand als einfachste Variante aufbauen. Daher überlege ich mir eine 3*3 Matrix. Ich spanne 9 Segmente meines MEsssystems ein und schließe an alle das gleiche Potentiostat/Galvanostat. Davor sind für alle 9 Segmente Relais. Diese könnte man zum Beispiel seriell über einen Arduino (oder anderen µC) [oder NI DAQ HW] steuern. Das müsste sich doch relativ einfach realisieren lassen?. Nun schalte ich zum Beispiel nur das mittlere Segment ein (worst case für einen Stromgradienten) und messe den Strom in den Nachbarsegmenten.
mfG

ps: bei den OPVs müsste ich mir dann aussuchen, was ich haben will. wahrscheinlich wären Spannungseingänge sinnvoll und entweder ein Strom oder ein Spannungsausgang [je nachdem, ob ich Galvanostat oder ein Potentiostat haben will]

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