Hogyan működik a shunt?
A shunt egy alacsony ohmos ellenállás, amely az áram mérésére használható. A söntöket mindig akkor alkalmazzák, ha a mért áram meghaladja a mérőeszköz tartományát. A söntöt ekkor párhuzamosan csatlakoztatják a mérőeszközzel. A teljes áram átfolyik a söntön, és feszültségesést generál, amelyet ezután mérnek. Az Ohm-törvény és az ismert ellenállás segítségével ez a mérés azután felhasználható az áram kiszámításához (I = V/R). Az áramveszteség – és így a hőtermelés – minimalizálása érdekében a söntöknek nagyon alacsony, milliohmban mérhető ellenállásértékkel kell rendelkezniük.
A söntök alapvetően bármilyen típusú árammérésre alkalmasak – legyen szó egyen- vagy váltakozó áramról.
A söntök előnyei az árammérésnél:
- A hibák gyorsan felismerhetők és kiküszöbölhetők, ami különösen érdekessé teszi a söntöket a biztonsággal kapcsolatos alkalmazásokban, ahol a hibákat fel kell ismerni.
- Pontos mérési eredményeket is biztosítanak, amelyek lehetővé teszik például a hajtások hatékony vezérlését vagy az akkumulátor-kezelő rendszerek felügyeletét.
- A söntök kiváló ár-érték arányt kínálnak.
Milyen söntök léteznek és melyek alkalmasak árammérésre?
A söntök fémfóliás és teljes fém változatban kaphatók.
A fémfilm ellenállások előnyei és hátrányai:
Pro:
Kontra: Érezhetően olcsóbbak
:
Kontra: A hőmérsékleti együtthatójuk gyengébb, mint a teljes fém ellenállásoké: Ezért csak akkor jöhetnek szóba, ha az indukció nem tényező. A fémfilm ellenállások (shuntok) esetében egy kerámia hordozóra egy pasztát visznek fel, és lézeres trimmeléssel állítják be a kívánt értéket. Ez egy nem homogén szerkezetet hoz létre, amely a meglévő parazita induktivitáson kívül sorozatos induktivitást is okoz. Ennek eredményeképpen az Ohm-törvény a maga alapformájában már nem érvényesül, ami torzítja az árammérés eredményét. A söntnél fellépő feszültségesés képlete ebben az esetben a következő: U = I x R – L(di/dt).
A teljes fém söntök előnyei és hátrányai:
Contra: Drágábbak, mint a fémfilmes söntök.
Pro: Egyenletes, torzításmentes méréseket biztosítanak. Mivel a teljes fémfóliás shuntok homogén ellenálláselemből készülnek, nincs kiegészítő induktivitás, így ideálisak a nagy pontosságú alkalmazásokhoz, például az orvostechnikában vagy a precíziós mérőberendezésekben.
Pro: Nagy mérési pontosságot és a hősokkokkal szembeni ellenállást kínálnak.
Pro: Akár 7 W-os teljesítménnyel, legfeljebb 275 °C-os hőmérsékleten is üzemeltethetők.
Pro: A szabványos chip-ellenállásoknál jóval nagyobb, jóval 100ppm/K alatti TC-vel és olyan alacsony, egyszámjegyű milliohmban mérhető ellenállásértékekkel, amelyek különböző kialakítási formákban kaphatók.
Melyik ellenállás értéke ideális az áramméréshez?
A teljes fém söntök ideális ellenállásértéke viszonylag könnyen meghatározható: A legalacsonyabb mérési feszültséget, amellyel még kellően pontos eredmények érhetők el, elosztjuk a mérési tartomány legalacsonyabb áramértékével.
Négyvezetékes söntök
A full-metal söntök egy változata a négyvezetékes sönt, amelyben az áram két kapun keresztül folyik, míg a feszültséget a másik kettőn mérjük. Az ellenállásokon fellépő feszültségesés a belső Kelvin-kapcsok segítségével meghatározható, így az ebből eredő mérési hibák kiküszöbölhetők.
A négyvezetékes söntöket két esetben használják:
1. Ahol a vezeték és az érintkező ellenállása viszonylag nagy, és a mért ellenálláshoz képest nem elhanyagolható.
2. Ahol az ellenállás értéke kisebb, mint 10mR, mivel a vezetékek ellenállási értékei is milliohmban mérhetők, és így azokat is be kell építeni.
A nagyobb teljesítményszinteknél a kisebb méretek felé mutat a tendencia; a csatlakozógeometria és a söntforma tekintetében is egyre keresettebbek a testre szabott változatok. Az, hogy ezek előnyösebbek-e a szabványos söntökkel szemben, az alkalmazástól függ.
Tipp: Végezzen teszteket annak megállapítására, hogy melyik shunt illik a legjobban az alkalmazáshoz! Mivel a shunt ellenállások más ellenállási technológiákhoz képest viszonylag drágák, már kis tételben és tesztmintákban is kaphatók.
Az alkatrészek megtalálhatók a www.rutronik24.com oldalon.