В электронном схемотехнике шунтированиесопротивление(Шунтовый резистор) — широко используемый компонент для измерения тока. Он обеспечивает точное обнаружение тока за счет незначительного падения напряжения на пути тока. Разумный выбор размера шунтирующего резистора имеет решающее значение для обеспечения точности измерений и работоспособности схемы. В этой статье будут подробно представлены ключевые факторы и методы определения размера шунтирующего резистора, чтобы помочь разработчикам сделать научный выбор.
1. Диапазон измерения токаПервым условием определения номинала шунтирующего резистора является уточнение диапазона измеряемого тока. Если значение сопротивления слишком велико, падение напряжения в цепи будет слишком большим, что повлияет на нормальную работу; если значение сопротивления слишком мало, падение напряжения будет слишком низким, что не способствует сбору сигнала. При проектировании необходимо рассчитать соответствующий шунтирующий резистор R_sh исходя из максимального тока I_max, чтобы создаваемое падение напряжения V_sh соответствовало входному диапазону измерительного устройства:V_sh = I_max × R_shОбычно рекомендуется контролировать падение напряжения в пределах от десятков до сотен милливольт, чтобы обеспечить чувствительность измерений и избежать чрезмерного энергопотребления.2. Вопросы энергопотребленияШунтирующий резистор приводит к потере мощности во время работы. Формула расчета:P = I² × R_shЧрезмерная мощность приведет к нагреву резистора, что повлияет на стабильность и срок службы. Поэтому при выборе шунтирующего резистора убедитесь, что его номинальная мощность более чем в 1,5 раза превышает расчетную мощность, а также использованы соответствующие меры по упаковке и отводу тепла.3. Требования к точности измеренийТочность шунтирующего резистора напрямую влияет на точность измерения тока. Высокоточные резисторы обычно имеют низкие температурные коэффициенты и отклонения сопротивления и подходят для случаев, когда требуется высокая точность измерений. Общие уровни точности включают ±0,1%, ±0,5%, ±1% и т. д., которые следует выбирать в соответствии с фактическими потребностями во время проектирования.4. Влияние температурного коэффициентаСопротивление резистора меняется в зависимости от температуры, и температурный коэффициент (ppm/°C) является мерой этой характеристики. Шунтирующий резистор с низким температурным коэффициентом может обеспечить стабильные результаты измерений при различных рабочих температурах, что особенно важно в средах с высокими температурами или частыми изменениями температуры.5. Резисторные материалы и формы упаковки.Обычно используемые материалы для шунтирующих резисторов включают пленки из сплавов, металлическую фольгу и т. д. Различные материалы имеют разную стабильность сопротивления и температурные характеристики. Форма упаковки влияет на мощность резистора и эффективность рассеивания тепла. При выборе следует учитывать пространство на плате и требования к рассеиванию тепла.6. Требования к частотной характеристикеПри высокочастотных измерениях влияние индуктивности и емкости шунтирующего резистора может повлиять на точность измерения. В это время следует выбрать шунтирующий резистор с низкой индуктивностью или специально разработанныйшунткомпоненты для обеспечения частотной характеристики.7. Совместимость схемыСопротивление и мощность шунтирующего резистора также должны быть совместимы с последующей схемой сбора сигнала. Например, диапазон напряжения и разрешение входа АЦП будут ограничивать выбор шунтирующих резисторов, чтобы гарантировать, что измеряемый сигнал находится в допустимых пределах.8. Стоимость и предложениеВ целях обеспечения производительности разумный контроль стоимости и каналов приобретения шунтирующего резистора также являются факторами, которые необходимо учитывать при проектировании. Шунтирующие резисторы с общими характеристиками легче приобрести, и они имеют разумную цену.Определение размера шунтирующего резистора — это процесс, который всесторонне учитывает множество факторов, таких как диапазон измерения тока, потребляемая мощность, точность измерения, температурные характеристики, материал упаковки, частотная характеристика и совместимость схем. Разумный выбор шунтирующих резисторов позволяет не только обеспечить точность и стабильность измерения тока, но и повысить работоспособность и надежность всей схемы. Разработчики должны научно определить значение сопротивления и характеристики шунтирующего резистора на основе требований конкретного применения и в сочетании с вышеуказанными моментами, чтобы обеспечить наилучшие характеристики измерительной системы.
