電流センサ (2) ACS714

 ホール素子を使った電流センサです。-5Aから+5Aの範囲を計測できます。Pololuの製品で、スイッチサイエンスから入手しました。センサはAllegro社のACS714です。

ACS714電流センサモジュール(-5A~+5A)のおもなスペック

  • 電源電圧 4.5~5.5V
  • 出力 2.5Vを中心として1A当たり185mV変化する
  • フィルタ デフォルトで90kHzのローパス・フィルタ。変更できる
  • 動作温度範囲 -40〜150℃

接続

 Vcc-GNDには実験用電源の5Vをつなぎました。計測用端子には、中ぐらいの太さのピンをはんだ付けました。配線はミノムシ・クリップを使っています。

 発振器の出力は50Ωの抵抗を負荷として、途中にDMMのKeitheley 2000でACIレンジをつなぎました。最初の実験では電流が少なくオシロスコープでは波形が見れなかったので、途中にオーディオ用のパワーアンプをつなぎました。負荷抵抗は7.5Ωに変更しました。

 オシロスコープPicoScopeのチャネル1は抵抗の両端の電圧を、チャネル2は電流センサのOUTにつないでいます。2.5Vを中心に電圧が振れるので、入力はACレンジです。

正弦波

 発振器から1kHzの正弦波をアンプの入力に入れ、パワーアンプのボリュームを上げていきます。ACS714の出力が40mVぐらいにしました。

 ノイズが多くて読み取りにくいので、オシロスコープに内蔵されている2kHzのローパス・フィルタを入れました。

 ここで、オシロスコープの換算機能を使います。185mV/A、プローブが1:10なので、1000/185*10=54.05を入力に乗じて、単位をアンペアにします。

 ピーク電流は216mAp-pです。画面下の計測値RMSは161mArmsです。Keitheley 2000の読みは172mAです。周波数を上げていくと、60kHz付近からいったん電流出力は減少し、80kHzで増え、その後また減少します。
 次の画面は、ローパス・フィルタは解除しています。パワーアンプは周波数が高くなるほど出力は低下します。ボリュームで、チャネル1の電圧がほぼ同じになるように調整しています。

方形波

 1kHzの方形波です。オシロスコープのローパス・フィルタを入れています。

 10kHzです。パワーアンプ自体にオーバシュートが出ていて特性がよくないです。オシロスコープのローパス・フィルタは解除しています。ボード自体のローパス・フィルタが90kHzなので、鋭い立ち上がりのある信号には対応できません。フィルタ用のコンデンサは外付けができます。データシートによれば、デフォルトの1nFでは立ち上がり時間は5.8us、コンデンサを取り去ると3.5usになりますが、ノイズは増えるかもしれません。

連載 電流センサ

(1) CP-07C

(2) ACS714

(3) HCS10-50APCLS

(4) NYA-01-200