Dúvida sobre calculo de precisao e escolha de melhor sensor

[fabianoduarte]

Gostaria, se possível, de uma ajuda sobre determinação de precisão...

Estou querendo desenvolver um equipamentos para medição de corrente elétrica em circuito bifásico e estou considerando o uso de um MSP430.

O que é necessário levar em consideração para determinar a precisão do equipamento a ser projetado? Resolução do AD, tipo de sensor, etc...?

Por exemplo: Para se ter um equipamento com precisão em torno de 1%, utilizando um AD de 12bits, um sensor de efeito Hall (TC ou Shunt), como faço para determinar a precisão final do circuito? Tem outros fatores a serem considerados?

Sobre os sensores de corrente, qual seria a melhor opção de sensor (Hall, TC ou Shunt)?

Alguém poderia me ajudar?

Obs.: Já investi um tempo buscando pelo fórum, mas não encontrei tópicos que comparassem estes três tipo de sensores.

Obrigado e um abraço!
Fabiano

[albertorcneto]

Calculo de precisao eh como calculo de propagacao de erro ou incerteza.

Bom, em ingles eh Propagation of Uncertainty.

E no caso de ADs tem que considerar o erro de quantizacao tambem. Mas, com um AD de 12 bits, acredito que tudo vai ficar na casa dos 1%-2%.

Mas so pra ter uma ideia:

Soma:

X = A + B -> deltaX = deltaA + deltaB

Multiplicacao:

X = A * B -> deltaX = (deltaA/A + deltaB/B + (deltaA*deltaB)/(A*B))

Exponencial:

X = exp(A) -> deltaX = exp(A)*deltaA

[fabianoduarte]

Alberto, obrigado pela orientação. Ótima.

Com relação ao tipo de sensor, alguém poderia, por favor, ajudar?

Abraço,
Fabiano

[xultz]

Fabiano, dá uma olhada no documento SLAA203B, da Texas. Eu desenhei uma placa com esse cara, assim que a placa chegar vou montar para ver como o bicho se comporta.

[albertorcneto]

xults, voce importaria de dizer o custo de material de um cara desses?

[Djalma Toledo Rodrigues]

Eu sugiro TC que isola da rede.
Quanto a precisão, ou a linearidade do sensor, qualquer que seja este, vc poderá fazer a calibração via soft no uC

Abraço e boa medição.

[fabianoduarte]

Djalma, obrigado!

Abraço,
Fabiano

[ELFS]

Fabiano

Aconselho a utilização de sensor Hall devido a sua linearidade e precisão.

A exatidão de um circuito é soma das precisões de cada etapa do circuito de medição.

Por exemplo para medir corrente AC temos exatidão do TC + conversor corrente tensão + adc + rotina da MCU.

Uns dos pontos importantes é a faixa a ser medida quanto mais ampla mais difícil de manter a exatidão.

Para escolha rápida de um ADC considere a precisão como sendo 100/ 2**(n-1) onde n e o numero de bits do ADC, lembre só do ADC.

Por exemplo para um ADC de 8 bits teremos 100 /2**(8-1) > 100/127 aproximado 1% para um adc de 12 bits algo próximo a 0,04%

A parte critica é escolher o numero de amostragem do sinal, algoritimo de calculo das tensões ( média, rms, etc.) e filtros para freqüências indesejadas.

Luiz

[fabianoduarte]

Luiz, obrigado resposta! Bastante esclarecedora.

No início pensei em utilizar Sensor Hall, porém, gostaria de fazer a medição de forma indireta. Não gostaria de colocar nenhum dispositivo em série com a linha (minimizar risco de interrupção no funcionamento), mesmo que tenha um penault na precisão.

Você conhece algum tipo de sensor Hall deste. É simples o uso deste tipo de sensor (semelhante a um TC, por exemplo)? Você tem idéia de custo?

Obs.: Desculpe a série de questões, mas não tenho muito conhecimento neste tipo de sensor.

Obrigado,
Fabiano

[Jorge_Francisco]

Tem esse:

http://www.melexis.com/Sensor_ICs_Hall_ ... or_83.aspx

Eu uso esse:

http://www.melexis.com/Sensor_ICs_Hall_ ... or_85.aspx

O que eu uso é programável, o que não é a sua necessidade. Não sei dizer quanto custa, compro em grandes quantidades, então não sei o preço unitário.

Abraço.

[Djalma Toledo Rodrigues]

...O que é necessário levar em consideração para determinar a precisão do equipamento a ser projetado? Resolução do AD, tipo de sensor, etc...?

Ter resolução não significa ter precisão. Mas, para ter precisão é preciso a resolução adequada.
Parece um paradoxo mas, por exemplo ADC 24 bits e 2 R de 5% o erro poderá chegar a 10%, apesar da alta resolução.
(Claro que ninguém vai utilizar R de 5% com ADC de 24 bits)

O que é mais importante é a repetibilidade (estabilidade do erro), veja o exemplo acima , se o erro for constante de +10% retiro 10% da leitura no Soft do uC , isto é faço a calibração.
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Então como proceder ?

Anote a precisão necessária .

Depois escolha o sensor, demais componentes e resolução que satisfaçam essa precisão. Sempre tendo em vista que precisão é caro e acima do necessário inutil.

[fabianoduarte]

Djalma, obrigado!

Xultz, você montou seu protótipo? se sim, e os resultados?
Recebi meus componentes de devo iniciar minha montagem no começo do próximo mês.