英超布莱顿对卡迪夫城:電阻電流檢測的基本原理

來源:鉅大LARGE    2019-08-20    點擊量:178

卡迪夫城球场 www.wlvaik.com.cn 電流檢測電阻,也稱為分流器,為人所知已有數十年之久。但是,目前電阻的應用已不局限于以往的狹窄范圍,阻值極低并幾乎沒有誤差的電阻和非常精確的檢測數據采集系統。為研發人員開辟了十年前無法想象的應用領域。


車輛驅動的控制和調節大多要求工作電流在1-100A之間,在特殊情況下(例如,氧傳感器預熱),短時間內要求2-300A的電流,車輛啟動時電流可達到1500A。在電池和電源管理系統中,還有更為極端的情況:車輛運行中,持續電流為100-300A;而在靜止狀態下,電流只有幾毫安,所有這些都必須精確檢測出來。


在最小的空間實現最佳的檢測結果是汽車行業對汽車電子系統最常見的要求之一。這正是分流器技術的優勢。但是,由于電阻本身結構和電阻材料會導致電阻在實際應用中產生完全不同的效果,僅僅通過比較數據表還無法找到合適的電阻。以下將通過計算示例描述一些實現最佳設計的重要參數。


電阻電流檢測的基本原理

根據歐姆定律,在檢測通過電阻的電流時,電勢差被作為電流檢測的直接檢測值。毫無疑問,用高于1Ohm的電阻可以檢測數百毫安的電流。但如果電流達10-20安培,情況就完全不同了,因為電阻中的功耗(p=R*I2)就無法忽略了。雖然可以嘗試通過降低電阻阻值來限制功耗,但由于檢測的電壓也同時相應降低,檢測的阻值往往會受到估值分辨率和精度的限制。


通常,電阻兩端的檢測電壓可由以下公式得出:


U=R*I+Uth+Uind+Uiext+......

Uth=熱電動勢

Uind=感應電壓

Uiext=端口引線壓降


上述情況,與電流無關的因素引起的誤差電壓會影響檢測結果,因此設計人員必須清楚了解這個原因,并且應通過合理的布線設計尤其是通過選擇合適的電阻來最大程度降低電壓誤差造成的影響。


雖然任何導電材料都可以用來制作電阻。但是這樣的元器件根本不適合用于電流采樣,原因是:電阻值受溫度、時間、電壓、頻率等眾多參數的影響。


R=R(T,t,p,Hz,U,A,μ,p,....)


理想的完全不受以上參數影響的電流檢測電阻是不存在的,那么實際的電阻可通過下文表格中所列的特性參數,例如電阻溫度系數、長期穩定性、熱電動勢、功率負荷、電感、線性度等來表述。


其中的部分特性本質上取決于材料,其它一些特性受元器件設計的影響,再有一些特性由生產工藝決定,如下表中所描述。


xxx=影響很大

xx=影響適中

x=影響很小,但值得注意


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