¿Cómo funciona un shunt?
Un shunt es una resistencia de bajo ohmio que se puede utilizar para medir la corriente. Los shunts se emplean siempre cuando la corriente medida excede el rango del dispositivo de medición. El shunt se conecta entonces en paralelo al dispositivo de medición. Toda la corriente fluye a través del shunt y genera una caída de tensión, que luego se mide. Utilizando la ley de Ohm y la resistencia conocida, esta medición puede utilizarse para calcular la corriente (I = V/R). Para mantener la pérdida de potencia -y por tanto la generación de calor- al mínimo, los shunts deben tener un valor de resistencia muy bajo medible en miliohmios.
Los shunts son básicamente adecuados para cualquier tipo de medición de corriente – ya sea con una corriente continua o alterna.
Ventajas de los shunts para la medición de corriente:
- Los fallos pueden detectarse y eliminarse rápidamente, lo que hace que los shunts sean especialmente interesantes para aplicaciones relacionadas con la seguridad en las que es necesario detectar los fallos.
- También proporcionan resultados de medición precisos que permiten, por ejemplo, controlar eficazmente los accionamientos o supervisar los sistemas de gestión de baterías.
- Los shunts ofrecen una excelente relación calidad-precio.
¿Qué shunts existen y cuáles son adecuados para la medición de corriente?
Los shunts están disponibles en versiones de película metálica y de metal completo.
Ventajas y desventajas de las resistencias de película metálica:
Pro: Son notablemente más baratas
Contra: Su coeficiente de temperatura es inferior al de las derivaciones totalmente metálicas
Contra: Las mediciones de corriente están ligeramente distorsionadas por la naturaleza de la construcción, por lo que sólo son una opción cuando la inducción no es un factor. En el caso de las resistencias de película metálica (shunts), se aplica una pasta a un sustrato cerámico y se ajusta al valor deseado mediante un recorte láser. Esto crea una estructura no homogénea que provoca una inductancia en serie además de la inductancia parásita existente. Como resultado, la ley de Ohm en su forma básica ya no se aplica, lo que distorsiona el resultado de la medición de la corriente. La fórmula para la caída de tensión en la derivación en este caso es U = I x R – L(di/dt).
Ventajas e inconvenientes de los shunts totalmente metálicos:
Contra: Son más caros que los shunts de película metálica.
Pro: Proporcionan mediciones consistentes y sin distorsiones. Debido a que los shunts totalmente metálicos están hechos de un elemento de resistencia homogéneo, no hay inductancia adicional, lo que los hace ideales para aplicaciones de alta precisión como la ingeniería médica o los equipos de medición de precisión.
Pro: Ofrecen una alta precisión de medición y resistencia al choque térmico.
Pro: Pueden funcionar con una potencia de hasta 7W a temperaturas máximas de 275°C.
Pro: Están disponibles en varias formas de diseño, incluyendo formas que son mucho más grandes que las resistencias de chip estándar, con TCs muy por debajo de 100ppm/K y valores de resistencia tan bajos como para ser medibles en miliohmios de un solo dígito.
¿Qué valor de resistencia es ideal para la medición de corriente?
El valor de resistencia ideal para derivaciones totalmente metálicas puede determinarse con relativa facilidad: Se divide la tensión de medición más baja que aún consigue resultados suficientemente precisos por el valor de corriente más bajo del rango de medición.
Distribuciones de cuatro hilos
Una variante de la derivación totalmente metálica es la derivación de cuatro hilos, en la que la corriente fluye a través de dos de los terminales mientras la tensión se mide en los otros dos. La caída de tensión en las resistencias puede determinarse utilizando los terminales Kelvin internos, lo que permite eliminar los errores de medición resultantes.
Los shunts de cuatro hilos se utilizan en dos escenarios:
1. Cuando la resistencia de línea y de contacto son relativamente altas y, en relación con la resistencia medida, no son despreciables.
2. Cuando el valor de la resistencia es inferior a 10mR, ya que los valores de resistencia de los conductores también son medibles en miliohmios y, por tanto, deben incorporarse.
Hay una tendencia hacia tamaños más pequeños con niveles de potencia más altos; también se buscan cada vez más versiones personalizadas en términos de geometría de terminales y forma de derivación. Que sean preferibles a las derivaciones estándar depende de la aplicación.
Consejo: ¡Realice pruebas para ver qué derivación se adapta mejor a la aplicación! Como las resistencias de derivación son relativamente caras en comparación con otras tecnologías de resistencias, ya están disponibles en tamaños de lotes pequeños y muestras de prueba.
Encuentre los componentes en www.rutronik24.com.