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      • 發布於 2023年9月12日
      • 最後修改 2023年9月12日
    • 1 分鐘

    分流電阻器指南

    通過我們的便捷指南,探索分流電阻器的工作原理,並詳細了解它們在電路中的作用。

    什麼是分流電阻?

    分流器是一種為電流生成低電阻路徑的電氣設備。 這使得電流能夠流向電路中的替代點。 分流器也可以稱為電流表分流器或電流分流電阻器。

    分流電阻器通常用於測量高電流,且相關電阻水平較低。 分流字面意思是沿著設定的路徑轉移或跟隨力量。

    在許多情況下都需要測量電流。 常見應用包括過流保護、4-20mA 系統、電池充電和 H 橋電機控制。 歐姆定律方程的應用允許以安培為單位測量電壓和電流的水平。 這需要將電阻器與電流表並聯。 由此產生電流分流,從而能夠測量安培數水平。

    電路中的分流器

    有多種方法可以測量流過電路的電流。 然而,最常見的方法是進行間接測量,參考歐姆定律來確定精密電阻器兩端的電壓水平。 產生的電壓降將直接對應於通過電路的電流。 正確識別該電壓降將使您能夠測量電流的大小。

    應高度重視分流器在電路內的定位。 當電路和測量設備之間共用接地時,通常將分流器盡可能靠近接地放置。 這樣可以保護電流表免受共模電壓的影響,否則可能會導致損壞和誤導結果。 有必要將分流器與地隔離,或者在未接地支路內部安裝一個分壓器以提供保護。

    請參閱下圖以幫助識別分流器的不同組件:

    Electrical Shunts in Circuits

    分流器有什麼作用?

    分流器是一種通過創建低電阻路徑使電流通過或轉移超過電路中的設定點的裝置。 一些儀表具有內置精密分流器,允許以直流電流和瓦特為單位進行測量。 還有測量直流電流的分流器。

    Ohm’s 定律公式應用如下:

    V = I × R

    該方程特定於電阻(R,單位為歐姆)兩端的電壓 (V),該電壓 (V) 是由於電阻和流過電阻的電流(I,單位為安培)而生成的。 例如,電阻為 0.002 歐姆、電流為 30 安培的電流分流器將產生 0.002 x 30 = 0.06 伏或 60 mV(毫伏)。

    您可以通過在測量電路中集成分流器來評估分流器上的壓降。 分流電阻的評估將允許根據歐姆定律計算電流測量值。 歐姆定律也可用於校準分流電阻。

    分流電阻器的常見應用包括:

    • 測量電池循環電流並監測發電量
    • 在信號到達電路元件之前重定向高頻噪聲(這需要具有電容器的分流器)
    • 安裝在直流連接外殼內,電池和逆變器之間有負極導體
    • 控制設備(包括電池充電器和電源)的過載保護

    您可以使用下面突出顯示的分流器類型:

    Murata電源解決方案數字分流器

    輸出 :

    • 50 A
    • 50mV

    最適合? :

    • 測量 5A 至 1200A 的直流電流
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    Hobut 分流器

    輸出 :

    • 20 A
    • 200mV

    最適合? :

    • 將滿量程偏轉為 199.9mV 的數字面板表轉換為電流表
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    GILGEN Muller 及 Weigert Plate 分流器

    輸出 :

    • 100 A
    • 60mV

    最適合? :

    • 使用 DQN 動圈儀器測量更高電流
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    Chauvin Arnoux Plate 分流器

    輸出 :

    • 10 A
    • 100mV

    最適合? :

    • 高精度測量額定電流高達 10A
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    直流面板電流表分流器

    直流面板電流表分流器是此類最常用的設備之一。 它可以精確測量比僅用電流表測量的電流值更大的電流值。 此過程涉及將少量電流轉移至儀表進行測量。

    有必要設置電阻水平,以便在不中斷電路的情況下測量相應的電壓降。 電流水平對流向分流器的電壓有直接影響,從而能夠識別正確的電流水平。

    分流器如何運作?

    分流電阻器和標準電阻器的技術限制之間存在差異。 分流電阻器可實現高精度,抵消最小歐姆值。 建議使用開爾文連接來實現如此高精度。 這種連接避免了引線電阻和靈敏度等問題。

    有多種可逆和不可逆因素可能會影響分流電阻器的值。 相關的機械、電氣和熱負載意味著電阻具有長期穩定性和不可逆變化。 電阻溫度係數 (TCR) 以 ppm/oC 表示,對應於由於環境溫度波動而導致晶體管冷卻或加熱所產生的漂移。 電阻器必須耗散的功率水平以電阻功率係數 (PCR) 或 ppm/W 表示。

    電氣分流器通常用於保護速度控制器免受消耗過量電流或限制所連接電機速度的負載的影響。 通過斷開分流器與傳感線的連接,可以提高控制器的速度。 然後,傳感線必須接地。 不會有任何電壓降,因此速度控制器將產生盡可能多的功率。 然而,如果控制器晶體管上的負載太大,這可能會很危險。

    高精度分流器也可用於設備的台架測試。 這種類型的電流分流器可以與電壓表結合使用,以評估流過電路的電流水平。 使用靈敏電壓表意味著在測量更大電流時比使用標準萬用表可以保證更高程度的安全性。

    如何連接分流器

    首先,遵循製造商提供的任何說明。 有必要確保電流表和分流器有能力處理相同水平的 mV。 然後,您必須將分流器連接到將電池組連接到電路的負極電纜上。 這可以通過跟踪從電池到電路或保險絲盒的負極引線來識別。

    如果您想測量所連接設備消耗的電流以及交流發電機提供的電流,則需要將電池上的負極連接調整到電池和分流器的相應一側。 應將適當粗的電纜連接到分流器的另一側,通向電池的負極端子。

    您需要將分流器安裝在沒有電纜短路風險的區域。 為了使安裝過程更容易,可以切斷負極電纜。 還需要切割一個合適的孔用於面板安裝電流表。 該孔需要足夠緊才能牢固地連接儀表。 引線和直流電流或電壓之間的連接應正確安裝正負引腳。 您還必須確保儀表設置正確(電流可以以交流、直流、歐姆等單位測量)。

    接線過程應從基本檢查開始,以確保分流器與負載串聯。 您還需要連接合適的電池組,並確保其連接到分流器的正確一側。 然後接線應從分流器饋送到負載。 電流表與地之間不應有任何連接。 然而,電流表應與分流器並聯,而分流器與負載串聯。

    電流或電壓的測量應從電路供電開始。 然後您可以繼續抄表。 但是,如果您正在測量電阻水平,則不應打開電源。

    如何使用分流器計算電流

    我們已經提到過,您可以通過除以與產生的電流水平相對應的電壓降來計算分流器的電阻。 分流器可用於確定電路是否有能力承受流過它的電流水平。 為此,您需要一個計算器以及分流電阻器兩端的電流和電壓值。

    當前水平應計算如下:

    第一步:寫下 Ohm’s 定律

    您應該首先編寫Ohm’s方程 V = I * R,其中 V 特定於分流電阻器兩端的電壓降,I 是流動電流,R 是分流電阻。

    第二步:替換電壓和電流

    交換方程中電壓 (V) 和電流 (I) 的值。 例如,如果分流器兩端的電壓等於 10,則流過的電流將為 1 安培,公式為 10 = 100 * R。

    第三步:完成工作

    將Ohm’s定律方程的總和除以 100 即可計算出 R 值。 本例中的 R 值為 0.1 ohm,與分流電阻值相對應。

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