Comment calculer la résistance du shunt

Dans la conception de circuits électroniques et la mesure de courant, shuntrésistance(Shunt Resistor) est un composant commun et important. Il réalise une mesure indirecte du courant en connectant une résistance avec une valeur connue en série dans le circuit et en utilisant la chute de tension aux bornes de la résistance pour mesurer le courant. Le calcul correct de la résistance de la résistance shunt est essentiel pour garantir la précision des mesures et la sécurité du circuit. Cet article présentera en détail le processus de calcul de la résistance shunt pour aider les ingénieurs et les passionnés d'électronique à mieux comprendre et appliquer la résistance shunt.

1. Principes de base de la résistance shunt

Le principe de fonctionnement de la résistance shunt est basé sur la loi d'Ohm (V=IR), c'est-à-dire que lorsque le courant traverse la résistance, une chute de tension proportionnelle au courant sera générée aux bornes de la résistance. En mesurant cette chute de tension, le courant traversant la résistance peut être déduit. Étant donné que la résistance de la résistance shunt est généralement très faible et que la chute de tension est également faible, elle n'aura pas d'impact significatif sur le circuit principal.

2. Déterminez le courant de fonctionnement maximum

La première étape du calcul de la résistance shunt consiste à déterminer le courant de fonctionnement maximum (Imax) dans le circuit. Cette valeur de courant constitue la base de la conception de la résistance de la résistance shunt, car la résistance shunt doit être capable de résister à la perte de puissance générée au courant maximum tout en garantissant que la tension mesurée se situe dans une plage appropriée.

3. Sélectionnez la plage de chute de tension appropriée

Afin de garantir la précision des mesures et la compatibilité des instruments, une plage de chute de tension (Vshunt) sur la résistance shunt est généralement prédéfinie. Cette tension est généralement comprise entre des dizaines de millivolts et des centaines de millivolts, ce qui permet de garantir la précision des mesures sans provoquer de perte d'énergie excessive. Par exemple, une plage de chute de tension courante va de 50 mV à 100 mV.

4. Calculez la résistance de la résistance shunt

Selon la loi d'Ohm, la résistance de la résistance shunt Rshunt peut être calculée par la formule suivante :

Rshunt = Vshunt / Imax

Grâce à cette formule, la valeur de résistance de la résistance shunt qui satisfait la condition de courant maximum peut être obtenue.

5. Calculez la puissance de la résistance shunt

La résistance shunt générera de la chaleur lors du fonctionnement et la puissance est :

P = Imax² × Rshunt

Cette perte de puissance doit être comprise dans la plage de puissance nominale de la résistance, sinon la résistance sera endommagée en raison d'une surchauffe. Par conséquent, la marge de puissance doit être prise en compte lors de la sélection d’une résistance. Il est généralement recommandé de choisir une puissance nominale supérieure à 2 fois la puissance calculée.

6. Tenez compte du coefficient de température et de la précision de la résistance

Dans les applications pratiques, la résistance de la résistance changera avec la température, ce qui affectera la précision de la mesure. Les résistances shunt de haute précision sont généralement constituées de matériaux à faible coefficient de température pour garantir une résistance stable. De plus, le niveau de précision de la résistance shunt est également un indicateur important lors de la sélection.

7. Considérations relatives à l'installation et à la disposition

La résistance shunt doit être installée aussi près que possible du point de mesure pour éviter les erreurs causées par la résistance du fil et la résistance de contact. Dans le même temps, les fils de la résistance shunt doivent être courts et épais pour réduire l'impact d'une impédance supplémentaire. De plus, tenez compte des problèmes de dissipation thermique pour vous assurer que la résistance fonctionne dans la plage de température normale.

8. Sélection de la résistance shunt en mesure multi-gamme

Dans un système de mesure de courant multi-gamme, plusieurs résistances shunt peuvent devoir être utilisées pour la commutation afin de s'adapter aux différentes plages de courant. À ce stade, le calcul de la résistance et de la puissance de chaque résistance shunt doit être effectué indépendamment pour garantir que la mesure de chaque plage est précise et sûre.

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Le processus de calcul de la résistance shunt est une étape clé dans la conception de la mesure du courant, impliquant la détermination du courant maximum, la sélection de la chute de tension, le calcul de la résistance, l'évaluation de la puissance et les considérations de température et de précision. En calculant et en sélectionnant rationnellement la résistance shunt, non seulement la précision de la mesure peut être garantie, mais la fiabilité et la sécurité du système peuvent également être améliorées. J'espère que les étapes et précautions détaillées contenues dans cet article pourront vous aider à mieux comprendre et appliquer les résistances shunt et à améliorer la qualité de la conception des circuits.