Cómo funciona la calculadora de shunt
Un shunt es una resistencia de valor muy bajo colocada en el camino de la corriente; la corriente es la tensión en sus bornes dividida por su resistencia. Los shunts industriales se especifican por corriente y caída de tensión, como 100 A / 75 mV, y las resistencias de medida de corriente en placa en miliohmios.
La calculadora trabaja con cualquiera de los dos. Da la resistencia, la tensión y la disipación a su corriente y a la corriente máxima, el error de resistencia por tolerancia y coeficiente de temperatura, y la ganancia del amplificador y la corriente por código del ADC si introduce la entrada a fondo de escala del convertidor.
Valor nominal y resistencia
Un shunt de 100 A / 75 mV cae 75 mV a 100 A, así que R = 75 mV / 100 A = 0,75 mΩ. A 50 A cae 37,5 mV y disipa 1,9 W; a 100 A disipa 7,5 W. La disipación calienta el shunt y su resistencia cambia con su coeficiente de temperatura: 50 ppm/K en un aumento de 40 K son un 0,2 %. Los fabricantes indican cuánto por debajo de la corriente nominal debe trabajar un shunt de forma continua; siga su reducción de potencia.
Elegir la caída de tensión
Una caída mayor se mide con más precisión pero desperdicia potencia y calienta el shunt. 50, 60, 75 y 100 mV son habituales en shunts industriales. En placa son típicas caídas de 10 a 100 mV a plena corriente, elegidas para que la tensión de offset del amplificador sea pequeña frente a la señal. Por debajo de unos 10 mV a plena corriente, el offset y las tensiones termoeléctricas de las conexiones se vuelven una parte apreciable de la lectura.
Conexiones y amplificador
Mida en los bornes de medida del shunt, no en sus bornes de corriente. Una conexión a cuatro hilos (Kelvin) deja fuera de la medida la resistencia de los contactos atornillados y del cable. El offset del amplificador dividido por R es un error de corriente que domina a corrientes bajas: 100 µV sobre 0,75 mΩ son 0,13 A.
Introduzca la entrada a fondo de escala del amplificador o del ADC para ver la ganancia que lleva la corriente máxima a fondo de escala, y los bits del ADC para ver la corriente por código. La calculadora de resolución de ADC y la calculadora de ganancia de amplificador de instrumentación llevan el diseño más allá.
Preguntas frecuentes
¿Lado alto o lado bajo?
Un shunt en el lado bajo, en el retorno a masa, es fácil de medir pero eleva la masa de la carga. Un shunt en el lado alto mantiene la masa intacta pero necesita un amplificador que tolere la tensión de modo común de la alimentación. Los amplificadores de medida de corriente están hechos para el lado alto.
¿Cuándo es mejor un sensor de efecto Hall?
Cuando la corriente es alta, el circuito debe estar aislado o la disipación de un shunt es inaceptable. Un transductor Hall de lazo cerrado no añade calor al conductor y aporta aislamiento, a cambio de más coste y más offset.
¿Y un transformador de corriente?
Un transformador de corriente solo mide corriente alterna y está limitado por su carga; la calculadora de carga de transformador de corriente lo comprueba. Un shunt mide igual corriente continua y alterna.