Augstas-precizitātes līdzstrāvas jaudas sadales jomās, piemēram, fotogalvaniskās enerģijas krātuvēs, elektrisko transportlīdzekļu uzlādes kaudzēs un datu centros, līdzstrāvas jaudas mērītāji ir neaizstājami "jaudas uzraugi". Šo skaitītāju precizitāte un stabilitāte pilnībā ir atkarīga no viena galvenā indikatora,-cik precīzi tie uztver un mēra strāvu, kas plūst caur ķēdi.
Daudziem veterāniem elektroinženieriem "šunts" ir ļoti pazīstama strāvas paraugu ņemšanas metode. Tomēr, strauji attīstoties tehnoloģijām, viens pēc otra parādās jauni termini, piemēram, Hola efekta sensori, fluxgate sensori un pat TMR (tuneļa magnetoresistīvs).
Hallas efekta sensori
Šie sensori izmanto Hallas pusvadītāju elementus, lai mērītu strāvu, uztverot magnētisko lauku, kas rodas ap primāro vadītāju. Šī ir ļoti populāra bezkontakta mērīšanas metode, kuras lielākā priekšrocība ir raksturīgā elektriskā izolācija, kas novērš bažas par augsta sprieguma tiešu ietekmi uz pakārtoto mērīšanas mikroshēmu, tādējādi nodrošinot ārkārtīgi augstu drošību.
Fluxgate strāvas sensors
Šī ir metode, kas izmanto augstas{0}}caurlaidības dzelzs serdeņa piesātinājuma raksturlielumus mainīgā magnētiskajā laukā, lai netieši izmērītu vājus magnētiskos laukus.
Tās īpašības ir ļoti atšķirīgas: ārkārtīgi augsta precizitāte un minimāla temperatūras novirze, tāpēc to bieži izmanto augstas-precizitātes līdzstrāvas noteikšanā, elektriskās izolācijas uzraudzībā un metroloģiskajā kalibrēšanā. Tomēr tā trūkumi ietver augstās izmaksas un salīdzinoši lēnu reakcijas ātrumu.
TMR sensori utt.
TMR apzīmē tuneļa magnētisko pretestību. Vienkārši sakot, tas ir augstas-precizitātes magnētiskais sensors, kura pamatā ir magnetoelektronika. Tās pamatā ir nanomēroga sendviča struktūras izmantošana no "feromagnētiskā slāņa/ne-magnētiskā izolācijas slāņa/feromagnētiskā slāņa", lai panāktu precīzu magnētisko signālu pārvēršanu elektriskos signālos, izmantojot elektronu griešanos.
Šuntu "grāvis": kāpēc šīs tehnoloģijas nevar satricināt tās dominējošo stāvokli?
Ņemot vērā Hall efekta sensoru un fluxgate magnētu augstās-tehnoloģijas un jaudīgās iespējas, kāpēc šunts, kas izskatās pēc vara stieņa vai rezistora, joprojām ir visizplatītākais un uzticamākais šunts tirgū? Atbilde slēpjas četrās galvenajās priekšrocībās:
Nepārspējama mērījumu precizitāte un linearitāte
Neatkarīgi no tā, kā attīstās perifērijas tehnoloģijas, fizikas likumi joprojām ir godīgākie. Šunta darbības princips ir ļoti tīrs-Oma likums. Tā kā būtībā tas ir precīzs mangāna-vara rezistors ar ārkārtīgi zemu temperatūras koeficientu, tā pretestības-strāvas izmaiņu līkne ir gandrīz ideāla taisna līnija, kas uzrāda izcilu linearitāti un ļoti mazas nelineāras kļūdas.
Turpretim Hall elementus ietekmē magnētiskā ķēde, kā rezultātā rodas nelielas nelineāras nobīdes, savukārt fluxgate magnētiem ir reakcijas histerēze. Kā norādījuši nozares eksperti: ja strāvas mērīšanas precizitāte ir primārais kritērijs, tad šunta rezistoru risinājums, kas savienots pārī ar precizitātes milivoltu raidītāju, vienmēr ir labākā izvēle.
Augstākā izmaksu{0}}efektivitāte un augsta uzticamība
Lai gan Hall efekta un fluxgate sensori piedāvā plašu funkcionalitāti, tiem ir nepieciešami sarežģīti dzelzs serdeņi un spoles, kā arī sekundāri barošanas avoti un sarežģītas kompensācijas shēmas. Īpaši līdzstrāvas enerģijas skaitītāju tirgū daži augstas-precizitātes slēgtās-cilpas Hola efekta sensori var maksāt piecas līdz desmit reizes vairāk nekā parastie šunta rezistori.
Turpretim šunti ir ārkārtīgi vienkāršas struktūras, tīri pasīvas ierīces un darbojas uzticami bez papildu jaudas, padarot tos īpaši izturīgus un izturīgus. Izmaksu-jutīgajā civilo līdzstrāvas enerģijas skaitītāju un uzlādes staciju tirgū šuntu izmaksu-efektivitāte ir nozīmīga priekšrocība, ko pat sarežģītiem sensoriem ir grūti pārvarēt.
Jaudīga vairāk{0}}diapazona spēja un īpaši-plaša temperatūras pielāgošanās spēja
Reālā{0}}rūpnieciskā vidē momentānās strāvas bieži vien ievērojami pārsniedz nominālās vērtības. Šuntu vienības šajā ziņā demonstrē ievērojamu noturību. Piemēram, tirgū pieejama augstas-precizitātes šunta iekārta var viegli tikt galā ar momentānām pārsprieguma strāvām, kas desmitiem reižu pārsniedz tās nominālo vērtību pilnā temperatūras diapazonā no -40 grādiem līdz +105 grādiem, neapdraudot paraugu ņemšanas precizitāti.
Turpretim sensori, kuru pamatā ir magnētiskie principi, ir ļoti jutīgi pret kodola piesātinājumu vai augstas{0}}temperatūras demagnetizāciju, ja strāva ir pārāk augsta, izraisot mērījumu kropļojumus vai pat neatgriezeniskus aprīkojuma bojājumus.
Īpaši spēcīga izturība pret elektromagnētiskiem traucējumiem
Lai gan Hola efekta un fluxgate magnetometra sensori nodrošina elegantu bezkontakta mērījumu, vidē ar spēcīgiem magnētiskajiem laukiem un augstas{1}}frekvences traucējumiem (piemēram, tuvu augstas-jaudas pārveidotājiem vai augstas-strāvas kopnēm), izkliedēti magnētiskie lauki var viegli iefiltrēties noteikšanas mērījumu signālā, radot neparedzamas kļūdas.
Turpretim šunta pārveidotāji ir tīras ķēdes tiešās sērijas paraugu ņemšanas ierīces. Tie ir uzticīgi tikai sprieguma kritumam pāri savai pretestībai, un ārējie izkliedētie elektromagnētiskie lauki tos praktiski neietekmē. Tas padara tos īpaši uzticamus sarežģītās elektromagnētiskās saderības (EMC) skapjos.