Shunt direnci seçerken gerilim düşümü ile güç kaybı arasındaki denge
10 A ölçülecekse 10 mΩ shunt, 100 mV gerilim düşümü üretir ve 1 W güç harcar. Bu 100 mV, çoğu 3,3 V beslemeli ADC için rahatça okunabilir bir seviyedir. Ancak düşük gerilimli devrelerde (örneğin 3,7 V lityum pil) 100 mV ciddi bir kayıp olabilir. 1 mΩ shunt kullanılırsa gerilim düşümü 10 mV'a iner, kayıp 0,1 W'a düşer; fakat bu küçük sinyali okumak için INA219 veya INA226 gibi ayrı akım ölçüm entegresi gerekir; standart mikrodenetleyici ADC gürültü zeminini aşmakta zorlanır. Manyetik ortam gürültüsü, kablo dirençleri ve sıcaklık sürüklenmeleri de göz önünde bulundurulduğunda 50-100 mV çıkış aralığı pratik optimum noktadır.
Hassas ölçümde ADC referans gerilimi ve shunt değeri nasıl birlikte seçilir?
Tam ölçek okuması için en iyi yaklaşım şudur: I_max × R_shunt değerinin ADC tam ölçeğinin yaklaşık %70-80'ine eşit olmasını sağlamak. %100'e ayarlamak sinyali kırpma riskine sokar; %30 altında bırakmak ise çözünürlük kaybına yol açar. Milivolt düzeyindeki shunt voltajlarında Kelvin (dört telli) bağlantı yöntemi kullanılmalıdır: ölçüm kanalı ile akım kanalı ayrı teller üzerinden bağlanır; kablo dirençleri ölçüm sonucunu bozmaz. Bu yöntem, 1 mΩ ve altındaki shunt değerlerinde zorunlu hale gelir.
Sıcaklık katsayısı iyi seçilmezse ölçüm zamanla nasıl kayar?
Manganin alaşımından üretilen hassas shunt dirençleri yaklaşık 15 ppm/°C sıcaklık katsayısına sahiptir. Standart metal film direnç ise 100 ppm/°C civarındadır. Devre 50°C ısınırsa manganin shunt yalnızca %0,075 sürüklenir; standart direnç %0,5 sürüklenir. Düşük gerilimli hassas uygulamalarda (saat 0,5%) bu fark ölçüm güvenilirliğini bozabilir. Özellikle batarya yönetim sistemleri ve motor sürücüleri, kalibrasyon aralığını uzatmak için manganin veya eşdeğer düşük sıcaklık katsayılı shunt gerektiren alanlardır.
Yorumlar
Yorum Yap