Что такое усилитель считывания тока?

Что такое усилитель считывания тока?

Усилитель считывания тока — это элемент устройства, который определяет значение тока, протекающего в электрической цепи. Ток можно рассчитать, измерив напряжение на обоих концах шунтирующего резистора, используемого для определения тока. Поскольку падение напряжения на обоих концах шунтирующего резистора усиливается операционным усилителем, даже небольшая разность потенциалов может рассматриваться как большое напряжение. Кроме того, поскольку фиксированный коэффициент усиления настраивается с помощью встроенного резистора, он не подвержен изменениям температуры или внешним воздействиям, что позволяет проводить высокоточные измерения.

Применение усилителей считывания тока

Измерение тока необходимо для безопасной и эффективной работы системы во многих машинах. Усилители измерения тока используются для измерения токов, протекающих в различных машинах. Примером является ток, протекающий в электромобилях. Стандартное измерение тока в электромобилях с высоким напряжением является сложным, но может быть измерено с помощью усилителей измерения тока. Операционные усилители обычно не могут принимать входные напряжения выше напряжения питания, но усилители измерения тока могут поддерживать входные напряжения из-за их значительного диапазона синфазного напряжения.

Принципы усилителей измерения тока

Усилители измерения тока являются превосходными элементами устройств, которые измеряют токи, протекающие в различных машинах. Здесь мы представляем его принцип и характеристики.

Усилители считывания тока измеряют значение протекающего тока, оценивая разность потенциалов между резисторами, через которые протекает ток. Это сопротивление называется шунтирующим резистором и рассчитывается на основе простого принципа, основанного на законе Ома. Даже если разность потенциалов между двумя концами шунтирующего резистора невелика, ее можно достаточно точно измерить, усилив ее с помощью операционного усилителя. Характеристики шунтирующего резистора изменяются в зависимости от положения, в котором он размещен.

• Усилитель на нижней стороне— Шунтирующий резистор размещается между нагрузкой и землей в цепи. Наиболее существенным преимуществом обнаружения тока на низкой стороне является то, что стандартное кодовое напряжение близко к нулю. Это обеспечивает простую реализацию без необходимости в сложной конструкции схемы.
• Усилитель на высокой стороне — Шунтирующий резистор размещается между источником питания цепи и нагрузкой. Преимущество обнаружения тока на высокой стороне заключается в том, что на него не влияет земля.

Как определить резистор считывания тока

Одним из самых важных решений при считывании тока является выбор резистора считывания тока (шунтирующего резистора). Значение сопротивления и мощность должны быть определены для получения желаемого максимального рабочего напряжения из максимального тока, который обычно можно ожидать. При необходимости также важно учитывать рассеиваемую мощность резистора перед выбором его значения.

После определения сопротивления и мощности датчика тока следует учесть влияние допуска резистора. Допуски напрямую влияют на точность измерений напряжения и тока, которые можно выполнить. Также часто упускается из виду коэффициент температурного дрейфа допуска резистора.

Кроме того, необходимо обратить внимание на то, как печатный рисунок рисуется от шунтирующего резистора к усилителям считывания тока. Поскольку шунтирующие резисторы обычно имеют низкое сопротивление, в зависимости от того, как нарисован рисунок, падение напряжения из-за сопротивления меди рисунка также может быть обнаружено, что приведет к значительной ошибке. Рисунок должен быть отделен от шунтирующего резистора и направлен к усилителям считывания тока. Кроме того, путь тока и обнаружение напряжения должны быть направлены отдельно, чтобы исключить ошибки, вызванные сопротивлением пути тока.

Как выбрать усилитель считывания тока для обнаружения тока

Два основных типа усилителей считывания тока — усилители высокой стороны и усилители низкой стороны. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Усилители высокой стороны измеряют ток между источником питания и нагрузкой, поэтому можно подать постоянное напряжение выше напряжения источника питания. Усилители низкой стороны, напротив, измеряют ток между нагрузкой и землей, поэтому на входные контакты подается напряжение, близкое к уровню земли.

При выборе усилителей считывания тока определите, будет ли использоваться измерение тока высокой или низкой стороны. Для измерения тока высокой стороны выберите усилители считывания тока на основе максимального напряжения режима рекомендации, необходимого для приложения, и используемого напряжения питания. Для обнаружения низкой стороны выберите усилитель считывания тока, который работает при напряжении режима рекомендации, близком к 0 В.

Кроме того, рассмотрите направление обнаружения тока в системе. Ограничено ли недавнее обнаружение одним направлением или конструкция должна учитывать двунаправленность? Также важно учитывать погрешности смещения и точности усиления на основе сопротивления шунта и диапазона измеряемого тока.