滿足精密大電流測量的電阻特性
用于大電流(100A+)測量的電阻我們稱之為分流器(Shunt),該類電阻阻值通常分布在幾十微歐到幾十毫歐之間,溫度系數(shù)從±1ppm/℃到±200ppm/℃。阻值越低,功耗越小,可減少電阻的發(fā)熱,進而降低電阻自熱帶來的阻值漂移。但更低阻值就需要使用更低電阻率的材料,該類材料的溫度系數(shù)通常大于高電阻率的材料。所以平衡阻值大小和溫度系數(shù)是該類電阻設(shè)計過程中的主要難點。
超精密大電流測量電阻器的技術(shù)現(xiàn)狀
日本Alpha公司推出的FNP系列精密分流器,在+25~+60℃范圍內(nèi),可提供±1ppm/℃的溫度系數(shù),最大工作電流320A。由于該電阻的最低阻值僅為1毫歐,所以必須加裝散熱器工作,且在大電流工作時電阻器的表面溫升較高,這對于電阻的年穩(wěn)定度帶來不利影響。該系列電阻非常昂貴,單只最低售價數(shù)百美金,很難大規(guī)模推廣;
德國Powertron的SHR系列精密箔電阻,在+20~+60℃范圍內(nèi)也可提供±5ppm/℃的溫度系數(shù),最低阻值5毫歐,最大工作電流為150A。該類電阻同樣需要加裝散熱器工作,電阻材料表面溫升高,對年穩(wěn)定性不利,根據(jù)不同的精度要求,售價約幾百人民幣;
美國Ohm-labs推出了一款滿足±0.02%采樣精度的實驗室用標準分流器(200A,1毫歐,±5ppm/℃),該系列設(shè)計了很大的散熱器平衡熱對于年穩(wěn)定性的影響,雖然穩(wěn)定性得以提升,但該電阻體積大,價格極為昂貴,僅適合實驗室使用。在300A電流級別,為了降低溫升的影響,Ohm-labs不得不使用更低電阻率的錳銅合金設(shè)計0.1毫歐的阻值,其采樣精度降級為0.025%,溫度系數(shù)±20ppm/℃;
近期美國Vishay等一些電阻制造商也推出了溫度系數(shù)<10ppm/℃的分流器,開步睿思也有類似產(chǎn)品,但該類分流器的負載壽命沒有大的改善,在70℃環(huán)境溫度下,額定電流工作1000小時后的最大阻值變化量為0.5%或1%,不適合用于超精密的電流檢測場合。
開步睿思最新解決方案 "智能電阻"
開步電子跳出材料和工藝限制,推出一款帶隔離的,集成軟件算法的基于分流器的高精度智能電阻模塊。該模塊基于50微歐和100微歐的精密分流器設(shè)計,在-10℃~+45℃環(huán)境溫度范圍內(nèi),溫度系數(shù) <±2ppm/℃, 通電200A的阻值漂移<±0.01%,年穩(wěn)定性優(yōu)于±0.01%,初始阻值精度<±0.02%, 超小的尺寸設(shè)計(85*69*18.5mm),達到了"計量級"的精確度和穩(wěn)定性!
MLSR0200系列智能電阻提供一個幾乎不受自熱和環(huán)境溫度變化影響的低阻值電阻,支持10VDC~14VDC的電源供電,且電源和分流器部分完全隔離,輸出形式可支持純電阻輸出、模擬量輸出、RS485輸出等多種輸出類型。
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