Comment fonctionne le calculateur de shunt
Un shunt est une résistance de très faible valeur placée dans le chemin du courant ; le courant est la tension à ses bornes divisée par sa résistance. Les shunts industriels sont spécifiés par un courant et une chute de tension, comme 100 A / 75 mV, les résistances de mesure de courant sur carte en milliohms.
Le calculateur accepte l’un ou l’autre. Il donne la résistance, la tension et la dissipation à votre courant et au courant maximal, l’erreur de résistance due à la tolérance et au coefficient de température, ainsi que le gain d’amplificateur et le courant par code du CAN si vous saisissez l’entrée pleine échelle du convertisseur.
Calibre et résistance
Un shunt 100 A / 75 mV chute de 75 mV à 100 A, donc R = 75 mV / 100 A = 0,75 mΩ. À 50 A, il chute de 37,5 mV et dissipe 1,9 W ; à 100 A, il dissipe 7,5 W. La dissipation chauffe le shunt et sa résistance varie avec son coefficient de température : 50 ppm/K sur 40 K d’échauffement font 0,2 %. Les fabricants indiquent à quel point un shunt doit fonctionner en dessous de son courant assigné en continu ; suivez leur déclassement.
Choisir la chute de tension
Une chute plus grande se mesure plus précisément mais gaspille de la puissance et chauffe le shunt. 50, 60, 75 et 100 mV sont courants pour les shunts industriels. Sur carte, 10 à 100 mV au courant maximal sont typiques, choisis pour que la tension de décalage de l’amplificateur reste faible devant le signal. Sous environ 10 mV au courant maximal, le décalage et les tensions thermoélectriques des connexions deviennent une part notable de la lecture.
Connexions et amplificateur
Mesurez aux bornes de mesure du shunt, pas à ses bornes de courant. Une connexion quatre fils (Kelvin) garde la résistance des contacts vissés et du câble hors de la mesure. Le décalage de l’amplificateur divisé par R est une erreur de courant qui domine aux faibles courants : 100 µV sur 0,75 mΩ font 0,13 A.
Saisissez l’entrée pleine échelle de l’amplificateur ou du CAN pour voir le gain qui amène le courant maximal à pleine échelle, et les bits du CAN pour voir le courant par code. Le calculateur de résolution de CAN et le calculateur de gain d’amplificateur d’instrumentation prolongent la conception.
Questions fréquentes
Côté haut ou côté bas ?
Un shunt côté bas, dans le retour vers la masse, se mesure facilement mais soulève la masse de la charge. Un shunt côté haut laisse la masse intacte mais exige un amplificateur qui tolère la tension de mode commun de l’alimentation. Les amplificateurs de mesure de courant sont conçus pour le côté haut.
Quand un capteur à effet Hall est-il préférable ?
Quand le courant est élevé, que le circuit doit être isolé ou que la dissipation d’un shunt est inacceptable. Un transducteur Hall en boucle fermée n’ajoute pas de chaleur dans le conducteur et assure l’isolation, pour un coût et un décalage plus élevés.
Et un transformateur de courant ?
Un transformateur de courant ne mesure que le courant alternatif et est limité par sa charge ; le calculateur de charge de transformateur de courant le vérifie. Un shunt mesure aussi bien le continu que l’alternatif.