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電阻電流檢測的基本原理

作者：佚名來源：本站整理發(fā)布時(shí)間：2012-09-09-01:14:37 標(biāo)簽：

電流檢測電阻，也稱為分流器，為人所知已有數(shù)十年之久。但是，目前電阻的利用已不局限于以往的狹窄領(lǐng)域，阻值極低并幾乎沒有誤差的電阻和非常正確的檢測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。為研發(fā)人員開辟了十年前無法想象的利用領(lǐng)域。

車輛驅(qū)動的把持和調(diào)節(jié)大多懇求工作電流在1-100A之間，在特別情況下（例如，氧傳感器預(yù)熱），短時(shí)間內(nèi)懇求2-300A的電流，車輛啟動時(shí)電流可達(dá)到1500A。在電池和電源管理系統(tǒng)中，還有更為極端的情況：車輛運(yùn)行中，持續(xù)電流為100-300A；而在靜止?fàn)顟B(tài)下，電流只有幾毫安，所有這些都必須正確檢測出來。

在小的空間實(shí)現(xiàn) 佳的檢測成果是汽車行業(yè)對汽車電子系統(tǒng) 常見的懇求之一。這正是分流器技術(shù)的優(yōu)勢。但是，由于電阻本身結(jié)構(gòu)和電阻材料會導(dǎo)致電阻在實(shí)際利用中產(chǎn)生完整不同的效果，僅僅通過比較數(shù)據(jù)表還無法找到合適的電阻。以下將通過計(jì)算示例描寫一些實(shí)現(xiàn) 佳設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。

電阻電流檢測的基礎(chǔ)原理

根據(jù)歐姆定律，在檢測通過電阻的電流時(shí)，電勢差被作為電流檢測的直接檢測值。毫無疑問，用高于1Ohm的電阻可以檢測數(shù)百毫安的電流。但如果電流達(dá)10-20安培，情況就完整不同了，因?yàn)殡娮柚械墓?P=R*I²)就無法疏忽了。雖然可以嘗試通過降低電阻阻值來限制功耗，但由于檢測的電壓也同時(shí)相應(yīng)降低，檢測的阻值往往會受到估值分辨率和精度的限制。

通常，電阻兩端的檢測電壓可由以下公式得出：

U=R*I+Uth+Uind+Uiext+......
Uth=熱電動勢
Uind=感應(yīng)電壓
Uiext=端口引線壓降

上述情況，與電流無關(guān)的因素引起的誤差電壓會影響檢測成果，因此設(shè)計(jì)人員必須明確懂得這個(gè)原因，并且應(yīng)通過合理的布線設(shè)計(jì)尤其是通過選擇合適的電阻來大程度降低電壓誤差造成的影響。

雖然任何導(dǎo)電材料都可以用來制作電阻。但是這樣的元器件根本不合實(shí)用于電流采樣，原因是：電阻值受溫度、時(shí)間、電壓、頻率等眾多參數(shù)的影響。

R=R(T，t，P，Hz，U，A，μ，p，....)

理想的完整不受以上參數(shù)影響的電流檢測電阻是不存在的，那么實(shí)際的電阻可通過下文表格中所列的特點(diǎn)參數(shù)，例如電阻溫度系數(shù)、長期牢固性、熱電動勢、功率負(fù)荷、電感、線性度等來表述。

其中的部分特點(diǎn)本質(zhì)上取決于材料，其它一些特點(diǎn)受元器件設(shè)計(jì)的影響，再有一些特點(diǎn)由生產(chǎn)工藝決定，如下表中所描寫。