まとめ: の中に エネルギーメーター業界 、多くのメーターは電流センサーとしてシャントを使用します。 その主な理由は、他のタイプの電流センサーよりも...
の中に エネルギーメーター業界 、多くのメーターは電流センサーとしてシャントを使用します。 その主な理由は、他のタイプの電流センサーよりもコストが低く、磁気耐性を備えているため、単相メーターに適しているためです。ただし、このシャントベースのアプローチには、各シャントをメーターのコアから分離する必要性やシャントによって引き起こされる発熱の問題など、いくつかの課題もあります。
シャントベースの計測には、シャントとメーターのコア間の完全な絶縁と、すべての相で同相電流を検出するためのコヒーレントな ADC 出力という 2 つの重要な機能が必要です。幸いなことに、これらの要件は、Analog Devices の新しいアナログ - デジタル コンバータ (ADC) ファミリで解決されています。
新しいADS131M04デバイスは、マルチチャネル、同時サンプリング、24ビット、2次デルタシグマADCで、内部キャリブレーション機能と広いダイナミックレンジを備えています。これらの ADC は、高精度と低消費電力が必要なエネルギー計測アプリケーションに最適です。
シャントとメーター間の絶縁は、単純な抵抗分圧器 (R32 ～ R48) によって実現されます。分圧器は、一方の側にシャント、もう一方の側に ADC、そしてその間にグランドを備えた並列ストリップ構成で配置されます。 ADC は、メーターのアナログ - デジタル コンバータ (ADC) に損傷を与える可能性のあるコモンモード電圧を避けるために回路から絶縁する必要があります。
この問題に対処するために、ADC と分周器の間に絶縁アンプが追加されます。このアンプはコモンモード電圧を許容レベルまで下げることができます。
絶縁を確保するもう 1 つの方法は、非接地導体ではなく接地導体にシャントを挿入することです。 これにより、シャントからコモンモード電圧が除去され、ADC や機器の内部回路が損傷するのを防ぎます。
シャントベースの計測には、低電流でシャントによって生成される低出力電圧を検出するための正確な ADC も必要です。これは、主電源を参照する住宅用途で使用されるシャントベースのメーターに特に当てはまります。シャントベースのメーターが適切に校正されていない場合、高電流、低電圧の回路を高電流、低電圧の回路として読み取り、公共事業の顧客に対して不正確な請求が行われる可能性があります。
さらに、シャントベースの計測システムは、シャントに磁気デバイスを配置してその動作を麻痺させることによって改ざんされる可能性があります。この磁気改ざんは、線電流の検出に使用される CT に影響を与え、メーターの誤読や盗電を引き起こす可能性があります。
メーターが改ざんされた場合、RMS 電圧と有効電力が削除される可能性もあります。 RMS 電圧と有効電力は測定されないため、この改ざんを検出することは困難です。それにもかかわらず、シャントと CT の存在は、改ざんイベントが発生したことを示す手がかりを提供します。
この設計には、RMS 電圧または有効電力が不足している場合に電流検出モードに入るようにトリガーできる AC/DC 電源が搭載されています。 AC 電源が通常に回復すると、メーターをトリガーしてこの電流検出モードを終了できます。
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