4-poliger Shunt-Widerstand [Duplikat]

Welche Bedeutung hat ein Shunt-Widerstand mit 4 Anschlüssen? Was ist der eigentliche Zweck hinter der Verwendung von zwei separaten Klemmen für die Spannungsmessung über dem Shunt-Widerstand?

Kelvin-Verbindung (keine Zeit für eine Antwort, aber der Begriff könnte hilfreich sein).
Guter verwandter Artikel, der zum Verständnis des Problems beiträgt und auch Möglichkeiten aufzeigt, diese Technik mit billigen 2-poligen Shunts zu verwenden: analog.com/en/analog-dialog/articles/…

Antworten (4)

Schau dir das an. Es zeigt zwei Klemmen als Hauptstromfluss (dicke Spuren) und verwendet 2 weitere Klemmen zur Messung des durch diesen Strom erzeugten Spannungsabfalls: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der "bessere" Weg ist links, da hier Messanschlüsse an einer definierten Stelle genommen werden und an keinem Punkt an diesen Messanschlüssen Laststrom fließt.

Das Bild rechts zeigt die Messanschlüsse in geringem Abstand von den Anschlüssen des Shunt-Widerstands, und daher gibt es einen kleinen Spannungsabfall, der einen Fehler darstellt – im Grunde können Sie sich nicht auf den angegebenen Wert des Shunt-Widerstands verlassen, um ihn umzurechnen die gemessene Spannung zu einem angenommenen Stromfluss.

+1. Für zukünftige Leser ist das Bild auf Seite 24 dieses Datenblatts vorhanden: ti.com/lit/ds/symlink/ina240.pdf
Das Problem ist, dass Ihr Widerstand nur zwei Anschlüsse hat - nicht vier.
@pipe Ich bin mir nicht sicher, was Sie angeben?
Ich meine, OP fragt ausdrücklich, warum bestimmte Widerstände vier Anschlüsse haben, während Sie zeigen, wie Sie mit nur zwei Anschlüssen einen genauen Messwert erhalten. Warum also sollte ein Widerstand vier Anschlüsse haben, wenn es nicht notwendig ist?
@pipe Ich dachte, es wäre offensichtlich, aber ich werde eine Änderung vornehmen, um klarer zu sein.
@Andyaka, deine Antwort oben gibt eindeutig Auskunft über die Verbindung der Messspuren. Die erwartete Antwort bestand darin, die Notwendigkeit von zwei zusätzlichen Anschlüssen am Shunt-Widerstand zu erklären, die in den folgenden Antworten beantwortet werden.
@Durgaprasad Mein mittlerer Absatz erklärt meiner Meinung nach - kein Laststrom an den Messanschlüssen bedeutet keinen zusätzlichen Spannungsabfall, der zu einem Fehler führt.
@Andyaka Ja, ich habe diesen Punkt verpasst! Das würde genau die Notwendigkeit von ihnen übersetzen.
Bei einem Widerstand mit 2 Anschlüssen ist die Pad-Geometrie wichtig, die außerhalb der Kontrolle des Herstellers liegt. Bei einem Widerstand mit 4 Anschlüssen ist die Art und Weise, wie der Hersteller seine Leistung misst/garantiert, die gleiche wie die des Benutzers, unabhängig von der Pad-Geometrie. Ich werde keine separate Antwort geben, nur um das zu sagen, würden Sie sie zu Ihrer bereits guten hinzufügen?
Bei einem 2-Anschluss-Widerstand teilen sich Laststrom und Messstrom einen Weg durch das Lötmittel zwischen Pads und Gehäuse, selbst wenn das „richtige“ Kelvin-Erfassungslayout wie im linken Beispiel verwendet wird. Ein 4-poliger Widerstand kann dies vermeiden.

Ich werde einfach auf die Beine gehen und sagen, dass es wahrscheinlich daran liegt:

  • 2 Klemmen für den Stromfluss.
  • 2 Klemmen zum Messen.

Durch 4 Anschlüsse kann der Lieferant des Shunt-Widerstands sicherstellen, dass das, was Sie messen, der Shunt-Widerstand ist, an dem der Strom fließt, den Sie zu messen versuchen.

Wenn es nur zwei Terminals gäbe, dann müssten Sie selbst entscheiden, wo Sie zum Messen abzweigen wollen. Es gibt viele praktikable Positionen zum Messen, aber welche misst die Spannung am Shunt-Widerstand am besten ? Wenn Sie qualitativ hochwertige Produkte herstellen, ist dies keine einfache Frage.

Shunt-Widerstände werden dort eingesetzt, wo hohe Ströme fließen. Daher ist der Punkt, an dem Sie die zu messende Spannung abgreifen, wichtig. Eine Bewegung um sogar 1 mm kann einen großen Unterschied machen, besonders wenn große Ströme vorhanden sind.
Der Shunt mit vier Abgriffen ist so gebaut, dass die Spannungspunkte dort sind, wo sie die korrekte Umwandlung von Ampere in Spannung darstellen. Sehen Sie, es ist Teil der Kalibrierung.

Zu Ihrer Frage, sie parallel zu stellen.
Das wäre möglich, wenn die beiden Widerstände wirklich gleich groß wären. In diesem Fall können Sie einen von ihnen messen und das Ergebnis mit zwei multiplizieren.
Aber wir alle wissen, dass Komponenten nie ganz genau sind. Somit wird ein kleiner Widerstandsunterschied die Stromaufteilung ungleich machen. Ich würde sagen, du musst beide Spannungen messen und addieren.

Klar. Wie verbinden wir sie, wenn wir zwei solche Shunts in Parallelschaltung verwenden?
@Durgaprasad: Wenn Sie mehr als 2 solcher Shunts mit 4 Anschlüssen parallel anschließen, ignorieren Sie einfach diese zusätzlichen Anschlüsse und verzweigen Sie zuerst auf der Strecke vor dem ersten Widerstand und auf der Strecke nach dem letzten Widerstand parallel. Der Grund dafür ist, dass Sie, wenn Sie sie parallel VERBINDEN, einen TRACK oder JOINT benötigen, der die Verbindung herstellt, und genau diese Art von Dingen versuchen Sie normalerweise zu vermeiden, indem Sie spezielle Terminals verwenden. Wenn Sie sie parallelisieren, machen Sie Ihr Ding und ignorieren Sie sie einfach. OTOH, wenn Sie das genau wollen, kaufen Sie einen einzelnen 4-Term-Widerstand, der einen N-mal größeren Widerstand hat.
@quetzalcoatl du meinst kleiner - durch Parallelschalten von Widerständen wird der Gesamtwiderstand kleiner.
Meine, natürlich! Ich habe die Zeit mit dem Gedanken an "Serie" geschrieben, ich habe keine Ahnung warum.
@quetzalcoatl Ich würde die richtige Parallelverbindung versuchen. Entsprechend meinen Anforderungen finde ich nicht den richtigen Widerstandswert mit ausreichender Nennleistung.
@Durgaprasad: Parallelschaltung ist zwar eine viel geringere Störung als Serie, aber da bin ich ein bisschen weit weg. Sie haben zwei Klemmenpaare pro Teil (nennen wir sie A/B für Main und C/D für Messung) und haben grundsätzlich zwei Optionen. Bei 3 Teilen ist es ziemlich offensichtlich, dass A1-A2-A3 zusammengehören, also B1-B2-B3. Was ist mit C/D? Wenn Sie sie auf die naive Weise C1-C2-C3 und D1-D2-D3 verbinden und dies als C-all und D-all messen, führt jedes Ungleichgewicht auf A123 / B123 dazu, dass Strom durch die C1-C2-C3-Verbindung fließt und über die D1-D2-D3-Verbindung. Das kann Teile beschädigen.
@Durgaprasad: Um auf der sicheren Seite zu sein, würde ich daher Cx und Dx nicht miteinander verbinden, sondern 3 ADCs platzieren und jeden einzeln als 3 Messungen an C1 / D1, C2 / D2, C3 / D3 anschließen , und sammeln Sie dann Daten und mitteln Sie sie auf der digitalen Seite. Auf diese Weise fließen keine Ungleichgewichte zwischen Widerständen über Seitenstifte. Dies erhöht jedoch die Kosten und die Komplexität. Wenn Sie wissen, dass die Ströme nicht, äh, zu groß sind, kann das Verbinden als C-all und D-all tatsächlich keinen Schaden anrichten, und Ungleichgewichte, die auf diese oder die andere Weise fließen, erledigen die Mittelung für Sie.
@Durgaprasad: .. immer noch, IMHO, riskant. Seitenstifte sind für Niederstrom-Spannungsmessungen. Wenn Sie diesen Weg gehen, fangen Sie an, das Datenblatt zu durchsuchen, um zu sehen, ob es Strombegrenzungen an diesen Messanschlüssen gibt.
@quetzalcoatl: Das Anschließen von C1, C2 und C3 jeweils an einen gemeinsamen Punkt über Widerstände mit mittlerem Wert (z. B. 1K) und das gleiche mit D1, D2 und D3 sollte die Notwendigkeit separater ADCs vermeiden, wenn die Eingangsimpedanz des Messgeräts ist hoch genug, dass der hinzugefügte Serienwiderstand keine Rolle spielt. Strom, der in den hinzugefügten Widerständen fließt, kann zu Messfehlern führen, sollte aber normalerweise klein genug sein, um kein Problem zu sein.
Ein Shunt kann einen weiten Bereich der Stromerfassung haben, daher ist „Hochstrom“ ein relativer Begriff. Es könnte mA bis 100 Ampere sein. Ich habe einen 100-A-Shunt mit 0,1 % Toleranz für UL-Tests gekauft und verwendet. Die Stromzuführung und die Sense-Anschlüsse waren gleich.
@quetzalcoatl Ich würde es nicht vorziehen, drei verschiedene ADC-Kanäle für drei parallel geschaltete Shunts zu verwenden. Dies würde einfach meine ADC-Kanäle auffressen (da mir bereits alle ausgegangen sind). Das Binden von C123 und D123 scheint immer noch eine gute Lösung zu sein und würde keine Teile beschädigen, vorausgesetzt, Sie haben genau identische Shunt-Widerstände!

Shunt-Widerstände zum Messen großer Ströme haben einen sehr niedrigen Widerstand, sodass sie nicht übermäßig viel Strom verbrauchen und keine übermäßige Wärme erzeugen. Shunt-Widerstände haben normalerweise weit weniger als 1 Ohm, normalerweise 0,1 oder 0,01 Ohm oder sogar 0,001 Ohm. Das Problem bei der Verwendung von Widerständen mit einem so niedrigen Wert besteht darin, dass der Widerstand der Lötstellen und Leiterbahnen auf der Leiterplatte eine ähnliche Größenordnung haben kann und daher einen Spannungsabfall erzeugt, der in seiner Größenordnung dem Spannungsabfall über dem Messwiderstand selbst entspricht. Dies macht die genaue Messung des Spannungsabfalls durch den Präzisionsmesswiderstand etwas schwierig. Die robusteste Lösung hierfür besteht darin, den Hochstrompfad mit einem 4-poligen Shunt vom Spannungserfassungspfad zu trennen.

4-poliger Shunt-Widerstand [Duplikat]
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