Dəqiq Qalan Cərəyan Şunt Ölçmələrinin Layihələndirilməsi

Cərəyan şuntu dövrə cərəyanını cihazın ölçə biləcəyi kiçik gərginliyə çevirir. Prinsip Om qanunudur: məlum müqavimətdən keçən cərəyan mütənasib gərginlik düşümü yaradır. Layihələndirmə zamanı əsas çətinlik ölçmək üçün kifayət qədər böyük, lakin həddindən artıq itkiyə, qızmaya və yükün işinə müdaxiləyə səbəb olmayacaq qədər kiçik müqavimət seçməkdir.

Ölçmə tələbindən başlayın

Avadanlıq seçməzdən əvvəl minimum, nominal və maksimum cərəyanı müəyyənləşdirin. Həmçinin cərəyanın sabit cərəyan, dəyişən cərəyan və ya kommutasiya olunan dalğaforması olduğunu; istiqamətin əhəmiyyət daşıyıb-daşımadığını; tələb olunan zolaq genişliyini və ümumi məqbul xətanı müəyyən edin. Yalnız nominal cərəyana görə seçilmiş şunt işə salma, əyləcləmə və ya qəza şəraitində həddindən artıq qıza bilər.

Nəticənin necə istifadə olunacağını müəyyənləşdirin. Enerji monitorinqi mühərrik idarəetməsindən daha yavaş cavaba dözə bilər. Mühafizə sistemi müəyyən edilmiş aşkarlama müddəti və qəza diapazonu tələb edir. Sınaq avadanlığı iki istiqamətli ölçmə və sınaqdan keçirilən dövrədən izolyasiya tələb edə bilər.

Müqaviməti siqnal və itkiyə əsasən seçin

Şunt gərginliyi V = I × R düsturuna əsasən dəyişir. Daha böyük müqavimət daha böyük siqnal yaradır və gücləndiricinin ofsetindən və küydən ayrılmanı yaxşılaşdırır. Lakin bu, yük gərginliyini və güc itkisini də artırır. İstilik ayrılması P = I² × R düsturuna əsasən hesablanır; buna görə cərəyan artdıqca qızma sürətlə yüksəlir.

Ən yüksək icazə verilən fasiləsiz cərəyanda gərginlik düşümünü və istilik ayrılmasını hesablayın. Sonra artıq yüklənmə müddətini və istilik bərpasını qiymətləndirin. Rezistorun fasiləsiz iş rejimi göstəricisini, impuls imkanını, temperatur əmsalını və montaj şəraitini məlumat vərəqindən yoxlayın. Yalnız yüksək vatt göstəricisinin ölçmə dəqiqliyini müəyyən etdiyini düşünməyin.

Yüksək tərəfli və ya aşağı tərəfli yerləşdirməni seçin

Aşağı tərəfli şunt yük ilə sistemin geri dönüşü arasında yerləşir. Bu, gücləndiricinin ümumi rejim tələblərini sadələşdirə bilər, lakin əlavə gərginlik yükün torpağa nəzərən istinadını dəyişir. Bu, digər qoşulmuş siqnallara mane ola və torpağa bəzi qısaqapanma yollarını gizlədə bilər.

Yüksək tərəfli şunt qida mənbəyi ilə yük arasında yerləşir. Bu, yükün torpaq istinadını qoruyur və qısaqapanmış yükə axan cərəyanı aşkarlamağa imkan verir. Ölçmə dövrəsi şinin ümumi rejim gərginliyinə dözməlidir. Texas Instruments-ın yüksək tərəfli ölçmə üzrə tövsiyələri giriş diapazonu və mühafizəsi həmin şinə uyğun olan gücləndiricinin seçilməsini vurğulayır.

İnverter fazalarının ölçülməsində kommutasiya olunan ümumi rejim gərginliyi və sürətli keçid prosesləri yerləşdirməni daha tələbkar edir. Topologiya üçün nəzərdə tutulmuş komponentlərdən və montaj sxemlərindən istifadə edin. Aşağı gərginlikli laboratoriya dövrəsini yüksək enerjili ötürücüyə olduğu kimi köçürməyin.

Kelvin birləşmələrindən istifadə edin

Naqil və misin müqaviməti aşağı qiymətli şuntun müqaviməti ilə müqayisə oluna bilər. Dörd naqilli, yəni Kelvin ölçməsi cərəyan yolunu gərginlik ölçmə yolundan ayırır. Ölçmə naqillərini birbaşa göstərilən ölçmə nöqtələrindən diferensial girişə yönləndirin. Onları bir-birinə yaxın cüt kimi və kommutasiya qovşaqlarından uzaq saxlayın.

Ölçmə gərginliyini şin və ya güc izinin üzərindəki təsadüfi nöqtələrdən götürməyin. Əks halda kontakt müqaviməti, lehim birləşmələri və cərəyanın paylanması ölçmənin bir hissəsinə çevrilə bilər. Nəticədə yaranan xəta temperatur, sıxma momenti və ya köhnəlmə ilə dəyişə bilər.

Xəta büdcəsini yaradın

Şuntun tolerantlığını, temperatur əmsalını, öz-özünə qızmanı, gücləndiricinin ofsetini, gücləndirmə xətasını, giriş qütblənmə cərəyanının təsirlərini, istinad xətasını, ADC ayırdetmə qabiliyyətini və küyü nəzərə alın. Aşağı cərəyanda ofset çox vaxt əsas təsir göstərir. Yüksək cərəyanda isə şuntun qızması və gücləndirmə xətası üstünlük təşkil edə bilər. Sabit göstəricilər dəqiq olsa belə, zolaq genişliyinin məhdudlaşdırılması qısa impulsları təhrif edə bilər.

Təmsilçi hava axını və korpus şəraitində şuntun temperatur artımını qiymətləndirin. Müqavimət temperaturla dəyişir və yaxınlıqdakı istilik mənbələri cərəyan axmazdan əvvəl baza səviyyəsini dəyişə bilər. Geniş diapazonda dəqiqlik tələb olunursa, yalnız bir nöqtədə kalibrləmə kifayət etməyə bilər.

Ölçmə zəncirini qoruyun

Naqillərin səhv qoşulması, induktiv hadisələr və qəza hallarında şunt və gücləndirici normadan kənar gərginliklə qarşılaşa bilər. Tələb olunan cavab sürətini azaltmadan seçilmiş gücləndirici üçün tövsiyə olunan giriş filtrləməsini və mühafizəni tətbiq edin. Rezistorun güc göstəricisi ilə yanaşı gərginlik göstəricisini də yoxlayın.

Ölçülən dövrə təhlükəlidirsə, idarəetmə qurğusunun torpağından çox uzaqda üzürsə və ya güc çeviricisinin daxilində yerləşirsə, izolyasiya tələb oluna bilər. İzolyasiya strategiyası siqnalı, qidanı, sızma məsafəsini, hava məsafəsini və qəza enerjisini əhatə etməlidir. Təkcə diferensial giriş təhlükəsizlik izolyasiyası baryeri yaratmır.

Nəzarətli sınaqlarla istismara verin

Enerji verməzdən əvvəl qütblənməni, Kelvin naqillərinin marşrutunu, məsafələri və şuntun montajını yoxlayın. Mümkün olduqda işə cərəyanı məhdudlaşdırılmış mənbə ilə başlayın. Şunt kanalını sıfır, aşağı, nominal və yüksək cərəyanlarda uyğun istinad cihazı ilə müqayisə edin. İki istiqamətli sistemlərdə hər iki istiqaməti sınaqdan keçirin.

Qurğunun istilik tarazlığına çatmasına imkan verin və ölçmələri təkrarlayın. Soyuq vəziyyətdə dəqiq olan kanal bir neçə dəqiqədən sonra sürüşə bilər. Ətraf temperaturunu, şuntun temperaturunu, istinad avadanlığını və qeyri-müəyyənliyi qeyd edin. Gərginlik düşümünün yükü iş diapazonundan kənara çıxarmadığını təsdiqləyin.

Səhv göstəriciləri sistemli şəkildə diaqnostika edin

Sıfır cərəyanda sabit xəta ofseti, qütblənmə cərəyanını, torpaq sürüşməsini və ya kalibrləməni göstərə bilər. Cərəyanla mütənasib xəta müqavimət və ya gücləndirmə xətasına işarə edir. Zamanla sürüşmə qızmanı göstərir. PWM kommutasiyası ilə sinxron küy ümumi rejim əlaqələnməsinə, montaja və ya zolaq genişliyinə işarə edir. Texniki xidmətdən sonra yaranan qəfil sıçrayış boş güc birləşməsini və ya zədələnmiş ölçmə bağlantısını göstərə bilər.

Həqiqi Kelvin nöqtələri arasındakı gərginliyi ölçün və bu gərginliyi rəqəmsallaşdırılmış nəticə ilə müqayisə edin. Bu, şunt və güc yolu problemlərini gücləndirici, ADC və proqram miqyaslandırması problemlərindən ayırır. İzah olunmayan proqram əmsalı ilə avadanlıq nasazlığını düzəltməyə çalışmayın.

Ölçməni tam cihaz dövrəsi kimi sənədləşdirin

Şuntun qiymətini, tolerantlığını, temperatur davranışını, cərəyan diapazonunu, gücləndirici qazancını, miqyaslandırma tənliyini, filtr parametrlərini və kalibrləmə nəticələrini qeyd edin. Yüksək cərəyanlı boltlu birləşmələr üçün yoxlama intervallarını müəyyənləşdirin. Şuntu dəyişdirərkən həm elektrik, həm də mexaniki tələblərə uyğunluğunu təmin edin.

Əlaqəli ölçmə avadanlıqlarını Proses ötürücüləri və DCS və idarəetmə sistemləri kolleksiyalarında nəzərdən keçirmək olar. Layihələndirmə tənlikləri və yerləşdirmə kompromisləri üçün Texas Instruments-ın yüksək tərəfli cərəyan ölçmə tətbiq icmalına baxın. Yaxşı şunt kanalı sadəcə naqilə əlavə edilmiş rezistor deyil, tam siqnal zənciridir.