Merenje struje je čitava oblast, sa različitim zahtevima i popriličnim brojem metoda...
Šent ili Burden otpornik se mogu koristiti za različite a slične zadatke, i ako je u oba slučaja merenje struje u pitanju.
- Nekakav strujni limit, koji ne zahteva posebno precizno merenje, kao što je na primer strujni limit motora, nekih jednostavnih ispravljača ili slično.
Kod takvog korišćenja, gde nije nužna visoka preciznost, Kelvin kontakt se može izvesti a ne mora, i ako se izvodi onda se to čini zbog mogućih spajkova na pcb ili umanjenje grešaka merenja.
Kod paralelovanja dva ili više običnih (ne specijalizovanih otpornika), najbolja putanja je izvršiiti pravilnu distribuciju struja kroz pojedinačne otpornike, što se čini simetričnom konturom koja se napaja po dijagonali, a Kelvin kontakti se uzmu što direktnije sa jednog od tih otpornika (što je moguće bliže samom telu otpornika), nešto poput ovog:
parallel_shunt.pdf (Size: 4,2 KB / Downloads: 52)
Kod takvog sklopa se vodimo premisom o sasvim jednakom tretmanu pojedinačnih otpornika, gde sa jednog uzimamo prilično validan uzorak. Cilj je naravno povećanje snage konture i smanjenje promene temperature ili konačne temperature šent grupe. To je povoljan način na pcb, bilo ona SMD ili TH. Dobija se niskoprofilna figura sa malenim induktivitetom i odličnim osobinama hlađenja.
Često se upravo prirast otpornosti bakra same pcb može iskoristiti kao indirektni termički monitoring termike motora ili ispravljača.
Pri većim strujama prirasta temperatura i otpornost pcb, sumira se sa otporom šenta, te strujni limit opada kako raste temperatura pcb.
Odnos samog šenta i pcb se može prigodno namestiti tako da bude u skladu sa termičkim prirastom otpora u motoru ili ispravljaču.
Viđao sam takve "akcije" po starijim "fabričkim" tiristorskim regulatorima, gde je šentu serijski pridodat i bakarni namotaj, koji je premošćen većim kondenzatorom zbog spajkova, i napravljen tako da ima određenu termičku inerciju, nalik inerciji motora sa forsiranim hlađenjem.
Van toga, bakarni namotajčić je se ranije takođe dosta često koristio u svrhu kompenzacije hladnog kraja termokaplera, gde je njegova termička promena otpora koja je sasvim poznata, korišćena u te svrhe.
Neki od današnjih malih i modernih buck konvertora, upravo termogenu otpornost izlazne zavojnice, koja je po pravilu motana bakarnom žicom, koriste kao radni šent, i odatle očitavaju struju buck, a prirast otpornosti prema temperaturi kalema prigoduje zaštitnom dejstvu jer će sa toplijim kalemom biti dopuštena manja snaga naprave.
U svakom slučaju to je nezahtevna upotreba šenta, gde se možemo zadovoljiti sa kojim procentom greške.
------------------------------------------------------------
- Šent ili nešto drugo u svrhe veoma preciznog merenja struje.
To je već ekstremno zahtevna priča i samo merenje struje generalno spada u veoma "bolne" tačke merenja u elektronici.
Poređenja radi, za isti novac možete kupiti naponski referent u klasi od npr. 0,01% tačnosti, ili strujni referent u klasi od 0.5% tačnosti (okvirna info). To ukazuje na problem tačnog merenja struje (indirektno i same otpornosti).
DC problematično, a AC još problematičnije, a kao "kralj" problematike je DC+AC i to još HF.
Problemi su najpre povezani sa termičkim zavisnostima materijala, pa sa termonaponima poreklom od spojeva različitih metala jer se od šenta očekuje mali pad napona a posledično tome termonaponi postaju bitan deo mernog opsega, potom sa razgranavanjem struja neželjenim putanjama, koje zbog magnetskih efekata, koje zbog nemogućnosti da se masivan provodnik napravi sa nultim dimenzijama, , i tako dalje i tako dalje...
Kod poluprovodnika nije ništa bolji slučaj, jer je opet isti set termičkih nevolja u pitanju.
Stoga je precizan strujni izvor od na primer 1mA, za na primer raspon rada na krajevima izvora od reda 1V, daleko lakše napraviti u klasi tačnosti reda 0.02% i sa 20ppm klizanja, preciznim manganinskim otpornikom od 100.00K sa 10-20ppm, napajanog naponskim izvorom od 100V sa tolerancijom od 1V na izlazu, nego sa nekoliko vrhunskih op-amps i preciznim referentom od reda nekoliko V.
Cena prvog slučaja je višestruko niža, a preciznost viša...
--------------------------
Sami šent otpornici ekstremno visoke tačnosti, izrađuju se od legure "Manganin" koja ima koeficijent termičke promene otpornosti u šestoj decimali iza zapete.
Sledeće povoljne legure su: "konstantan", pa za njom "kantal", i kod njih je termička promena otpornosti okvirno oko pete decimale iza zapete ili do četvrte kod poslednje pomenute.
https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical...nductivity
Od sve tri legure se može lako ručno izraditi vrlo dobar šent, sa preciznošću kako sam redom nabrojao.
Sve tri legure nisu lemljive kalajem, ali su lemjive srebrnim tvrdim lemom, koji je posle lako lemljiv kalajem.
Druga opcija je urezivanje navoja u samu leguru i izvođenje direktnih priključaka zavrtnjima sa te legure.
Trimovanje otpornosti se može vršiti običnom turpijom ili nekom testerom za metal.
Oba slučaja izvođenja kontakata "boluju" od problema termonapona na spojevima različitih metala i cilj je da se ako je ikako moguće izvedu na mestima gde vlada podjednaka temperatura.
Da bi šent imao izvrsne karakteristike, poželjno je da se ne greje previše (što manji dt), tj. da ima veliku izloženu površiinu.
To već navodi na ideju da ga treba praviti od više paralelnih, najbolje trakastih vodova, od jedne iz serije nabrojanih legura, koji su tvrdim lemom zalemljeni na masivne bočne priključke od metala izuzetne provodljivosti (srebro ili bakar). To istovremeno pruža više prednosti kao što su: dobro hlađenje, niska induktivnost, smanjen proximity efekat, kvalitetan konačni priključak za velike struje, koji ne greje, i td...
Kelvin vodovi se izvode tako da upravo sa dela legure koja je termostabilna (jedna od one tri npr.), uzima podatak, gde je eliminisana greška koja nastaje na dovodnim priključcima i koja je neminovna.
Standardni otpornici koji se koriste u elektronici, nisu namenjeni za ulogu preciznih šentova jer nemaju Kelvin krajeve,odnosno imaju klasične nožice, gde nam nije dostupna unutrašnjost otpornika koja možda garantuje termostabilnu otpornost. Kod tih malenih otpornosti reda delova oma, sami izvodi već uzimaju učešće u njihovom otporu, sa svim pratećim posledicama uticaja prirasta otpornosti izvoda sa temperaturom, a naravno i termonapona na prelasku sa otporne legure na nožicu otpornika.
Takvi se mogu koristiti kao šentovi jedino ako nam preciznost nije posebno bitna, odnosno u okviru tolerancije reda procenata.
Pridružene greške su i šum takođe jer se radi sa malim detektovanim naponima.
-------------------------------------------------------------
Oko preciznog merenja struje se ne treba zanositi zabludama da je to tek tako lako izvodljivo.
To ne da je problem, već je problem prve kagorije!
Evo neke literature koja može biti korisna:
https://www.google.rs/url?sa=t&rct=j&q=&...dw&cad=rja
https://www.google.rs/url?sa=t&rct=j&q=&...cQ&cad=rja
https://www.google.rs/url?sa=t&rct=j&q=&...Zw&cad=rja
Pozdrav
P.S.
Da ne zaboravim:
Sa Kelvin kontakata se merni vodovi po pravilu vode pod pravim uglom u odnosu na glavni tok struje, predenom paricom ili pcb vodovima jedan iznad drugog kod dvoslojne ili višeslojne, a kod jednoslojne se sa par jumpera i jednim vodom može oformiti predena parica.
Tako se eliminiše ili maksimalno potisne magnetsko ubrizgavanje neželjenih napona, kao posledica magnetskih dejstava glavne struje.
Šent ili Burden otpornik se mogu koristiti za različite a slične zadatke, i ako je u oba slučaja merenje struje u pitanju.
- Nekakav strujni limit, koji ne zahteva posebno precizno merenje, kao što je na primer strujni limit motora, nekih jednostavnih ispravljača ili slično.
Kod takvog korišćenja, gde nije nužna visoka preciznost, Kelvin kontakt se može izvesti a ne mora, i ako se izvodi onda se to čini zbog mogućih spajkova na pcb ili umanjenje grešaka merenja.
Kod paralelovanja dva ili više običnih (ne specijalizovanih otpornika), najbolja putanja je izvršiiti pravilnu distribuciju struja kroz pojedinačne otpornike, što se čini simetričnom konturom koja se napaja po dijagonali, a Kelvin kontakti se uzmu što direktnije sa jednog od tih otpornika (što je moguće bliže samom telu otpornika), nešto poput ovog:
parallel_shunt.pdf (Size: 4,2 KB / Downloads: 52)
Kod takvog sklopa se vodimo premisom o sasvim jednakom tretmanu pojedinačnih otpornika, gde sa jednog uzimamo prilično validan uzorak. Cilj je naravno povećanje snage konture i smanjenje promene temperature ili konačne temperature šent grupe. To je povoljan način na pcb, bilo ona SMD ili TH. Dobija se niskoprofilna figura sa malenim induktivitetom i odličnim osobinama hlađenja.
Često se upravo prirast otpornosti bakra same pcb može iskoristiti kao indirektni termički monitoring termike motora ili ispravljača.
Pri većim strujama prirasta temperatura i otpornost pcb, sumira se sa otporom šenta, te strujni limit opada kako raste temperatura pcb.
Odnos samog šenta i pcb se može prigodno namestiti tako da bude u skladu sa termičkim prirastom otpora u motoru ili ispravljaču.
Viđao sam takve "akcije" po starijim "fabričkim" tiristorskim regulatorima, gde je šentu serijski pridodat i bakarni namotaj, koji je premošćen većim kondenzatorom zbog spajkova, i napravljen tako da ima određenu termičku inerciju, nalik inerciji motora sa forsiranim hlađenjem.
Van toga, bakarni namotajčić je se ranije takođe dosta često koristio u svrhu kompenzacije hladnog kraja termokaplera, gde je njegova termička promena otpora koja je sasvim poznata, korišćena u te svrhe.
Neki od današnjih malih i modernih buck konvertora, upravo termogenu otpornost izlazne zavojnice, koja je po pravilu motana bakarnom žicom, koriste kao radni šent, i odatle očitavaju struju buck, a prirast otpornosti prema temperaturi kalema prigoduje zaštitnom dejstvu jer će sa toplijim kalemom biti dopuštena manja snaga naprave.
U svakom slučaju to je nezahtevna upotreba šenta, gde se možemo zadovoljiti sa kojim procentom greške.
------------------------------------------------------------
- Šent ili nešto drugo u svrhe veoma preciznog merenja struje.
To je već ekstremno zahtevna priča i samo merenje struje generalno spada u veoma "bolne" tačke merenja u elektronici.
Poređenja radi, za isti novac možete kupiti naponski referent u klasi od npr. 0,01% tačnosti, ili strujni referent u klasi od 0.5% tačnosti (okvirna info). To ukazuje na problem tačnog merenja struje (indirektno i same otpornosti).
DC problematično, a AC još problematičnije, a kao "kralj" problematike je DC+AC i to još HF.
Problemi su najpre povezani sa termičkim zavisnostima materijala, pa sa termonaponima poreklom od spojeva različitih metala jer se od šenta očekuje mali pad napona a posledično tome termonaponi postaju bitan deo mernog opsega, potom sa razgranavanjem struja neželjenim putanjama, koje zbog magnetskih efekata, koje zbog nemogućnosti da se masivan provodnik napravi sa nultim dimenzijama, , i tako dalje i tako dalje...
Kod poluprovodnika nije ništa bolji slučaj, jer je opet isti set termičkih nevolja u pitanju.
Stoga je precizan strujni izvor od na primer 1mA, za na primer raspon rada na krajevima izvora od reda 1V, daleko lakše napraviti u klasi tačnosti reda 0.02% i sa 20ppm klizanja, preciznim manganinskim otpornikom od 100.00K sa 10-20ppm, napajanog naponskim izvorom od 100V sa tolerancijom od 1V na izlazu, nego sa nekoliko vrhunskih op-amps i preciznim referentom od reda nekoliko V.
Cena prvog slučaja je višestruko niža, a preciznost viša...
--------------------------
Sami šent otpornici ekstremno visoke tačnosti, izrađuju se od legure "Manganin" koja ima koeficijent termičke promene otpornosti u šestoj decimali iza zapete.
Sledeće povoljne legure su: "konstantan", pa za njom "kantal", i kod njih je termička promena otpornosti okvirno oko pete decimale iza zapete ili do četvrte kod poslednje pomenute.
https://en.wikipedia.org/wiki/Electrical...nductivity
Od sve tri legure se može lako ručno izraditi vrlo dobar šent, sa preciznošću kako sam redom nabrojao.
Sve tri legure nisu lemljive kalajem, ali su lemjive srebrnim tvrdim lemom, koji je posle lako lemljiv kalajem.
Druga opcija je urezivanje navoja u samu leguru i izvođenje direktnih priključaka zavrtnjima sa te legure.
Trimovanje otpornosti se može vršiti običnom turpijom ili nekom testerom za metal.
Oba slučaja izvođenja kontakata "boluju" od problema termonapona na spojevima različitih metala i cilj je da se ako je ikako moguće izvedu na mestima gde vlada podjednaka temperatura.
Da bi šent imao izvrsne karakteristike, poželjno je da se ne greje previše (što manji dt), tj. da ima veliku izloženu površiinu.
To već navodi na ideju da ga treba praviti od više paralelnih, najbolje trakastih vodova, od jedne iz serije nabrojanih legura, koji su tvrdim lemom zalemljeni na masivne bočne priključke od metala izuzetne provodljivosti (srebro ili bakar). To istovremeno pruža više prednosti kao što su: dobro hlađenje, niska induktivnost, smanjen proximity efekat, kvalitetan konačni priključak za velike struje, koji ne greje, i td...
Kelvin vodovi se izvode tako da upravo sa dela legure koja je termostabilna (jedna od one tri npr.), uzima podatak, gde je eliminisana greška koja nastaje na dovodnim priključcima i koja je neminovna.
Standardni otpornici koji se koriste u elektronici, nisu namenjeni za ulogu preciznih šentova jer nemaju Kelvin krajeve,odnosno imaju klasične nožice, gde nam nije dostupna unutrašnjost otpornika koja možda garantuje termostabilnu otpornost. Kod tih malenih otpornosti reda delova oma, sami izvodi već uzimaju učešće u njihovom otporu, sa svim pratećim posledicama uticaja prirasta otpornosti izvoda sa temperaturom, a naravno i termonapona na prelasku sa otporne legure na nožicu otpornika.
Takvi se mogu koristiti kao šentovi jedino ako nam preciznost nije posebno bitna, odnosno u okviru tolerancije reda procenata.
Pridružene greške su i šum takođe jer se radi sa malim detektovanim naponima.
-------------------------------------------------------------
Oko preciznog merenja struje se ne treba zanositi zabludama da je to tek tako lako izvodljivo.
To ne da je problem, već je problem prve kagorije!
Evo neke literature koja može biti korisna:
https://www.google.rs/url?sa=t&rct=j&q=&...dw&cad=rja
https://www.google.rs/url?sa=t&rct=j&q=&...cQ&cad=rja
https://www.google.rs/url?sa=t&rct=j&q=&...Zw&cad=rja
Pozdrav
P.S.
Da ne zaboravim:
Sa Kelvin kontakata se merni vodovi po pravilu vode pod pravim uglom u odnosu na glavni tok struje, predenom paricom ili pcb vodovima jedan iznad drugog kod dvoslojne ili višeslojne, a kod jednoslojne se sa par jumpera i jednim vodom može oformiti predena parica.
Tako se eliminiše ili maksimalno potisne magnetsko ubrizgavanje neželjenih napona, kao posledica magnetskih dejstava glavne struje.
