Strömmätning med stor dynamik

[Dalmas]

Har ett mätproblem jag tror jag dryftat tidigare här. Funderade då på logaritmiska förstärkare.

Mätsituation: Jag har en stökig ström till en elektronikenhet som ska mätas över tid. Den strömmen ligger som lägst på ca 10 uA och med spikar på 11mA resp. 230mA(!). Ett seriemotstånd på 5 ohm ligger nu i serie och jag mäter med instrumentförstärkare den svaga spänningen. Förstärkningen är på 100. Det funkar ju inte när spiken på 230mA/15ms kommer. Nu måste jag koppla bort den när jag mäter strömmarna till enheten och får inte då ett riktigt sant värde. Otillfredsställande!
Strömmen på 11mA/25us kommer kontinuerligt ett fåtal gånger per sekund.

Mätsystemet är en analog in med ±10V och jag har tänkt sampla med 125kS. I slutändan vill jag ha svaret i [As] medelförbrukning.

Jag sitter o funderar nu på om ett VDR-motstånd nånstans i förstärkaren kan dämpa förstärkningen/utsignalen dynamiskt men på ett förutbestämt sätt. Jag kan sedan i mjukvaran förstärka signalen till korrekta nivåer. jag måste ju ha kläm på VDR-motståndet då. Noggrannheten är inte så supernoga. ±10% eller nåt sånt duger.

jag kanske är ute helt o seglar och har inte sovit på saken men....idéer och förslag mottages tacksamt.

[AndLi]

Har inte David på EEVBlog någon mätbrygga som ska klara precis det där?

edit: det var denna jag tänkte på :
https://www.eevblog.com/product/ucurrentgold/

[lillahuset]

Om du kan leva med ett 5Ω motstånd i serie med matningen är det ju trivialt. Du kan ha två A/D-kanaler med olika känslighet, läsa av båda och välja den kanal som ger lämpligt värde.

[Dalmas]

Jag gillar idén med två kanaler. Det tänket fanns inte hos mig. Den "låga" läser via förstärkare. Den "höga" läser 5 ohms motståndet direkt. No problems. Noggrannheten duger gott.
Det handlar mycket om jämförande mätningar mellan varianter av enheter där jag vill se att en mjukvaruuppdatering inte har nåt hyss för sig under en längre tid.
Tack!

[Andax]

Du kan inte göra som i Mooshimetern. Där kör de med en 24-bitars ADC. https://moosh.im/mooshimeter/

[4kTRB]

NE571/SA571 kompressor, fast jag vet inte om den passar ditt projekt

[RDX*]

En annan lösning skulle kunna vara en analog-switch-IC som switchar feedback-nätet till förstärkaren. Då kan du ändra förstärkningen.

[lillahuset]

Lysande förslag om man samplar med 125 kS/s. Eller kanske inte.

Kompanderkretsen var ett kreativt förslag men jag tvivlar på att det funkar i den här tillämpningen.

24 bits ADC är en utmärkt lösning men blir halvdyrt vid 125 kS/s.

Ursäkta min grinighet.

[RDX*]

Vad är problemet med samplings hastigheten? Om det var mitt förslag du syftade på så finns det snabba analoga switchar (ner till nanosekunder). Med en snabb OP så borde det inte vara några problem vid steget av förstärkningen.

https://para.maximintegrated.com/search ... w&190=SPDT

Men visst det blir enklare med en färdig PGA-lösning.

[lillahuset]

Och allra enklast och billigast med två eller flera kanaler som lever sina egna liv.

[Dalmas]

Tack för alla förslag. Jag är redan på G och testa dubbla kanaler. Jag har Labview som samplar Analog In kanalerna och har därmed mkt datakraft att ta till. Som vanligt kan det svälla o bli hur stort som helst men jag måste hålla mig på mattan. Jag såg igår att mätdatainsamlingskortet från National Instruments hade ställbar förstärkning på dessa 16 analog in. Det ger mer tekniska marginaler.
Ska testa nu på fm.

[Dalmas]

Nu är mätsystemet "klart". Jag accumulerar laddningen från två olika källor i Labview nu. Om den ena (den som mäter låga strömmen) går över 18 mA (=9V utsp. från förstärkaren) då växlar Labview om och tar laddningen (As) från den andra kanalen. Jag samplar med 200kS. Labviews mätresultat är i linje med det jag har teoretiskt räknat fram och sen mätt upp med Fluke 87 på Average-läge. Nu kan jag mer noga studera strömmen över ett dygn om jag vill. Sätter en trigg eller nåt så lagrar den till fil intressanta avsnitt. Så det blir nog aldrig klart det där systemet men det är en "vertygslåda" och modda vid behov.
Jag ska köra in en fyrkantsvåg i mätkretsen på måndag för att se lite mer noga hur den summerar.