まとめ: 多くの場合、電流測定システムは、 スマートエネルギーメーターにはシャント抵抗が必要です 機能するために。 これらのシャントは、メーターを通...
多くの場合、電流測定システムは、 スマートエネルギーメーターにはシャント抵抗が必要です 機能するために。 これらのシャントは、メーターを通過する直流電流をバイパスして機器の範囲を拡張し、シャントを流れる電流に比例してミリボルト出力を (標準のミリボルトメーターまたは機器に) 供給するために使用されます。これにより、測定対象の電流が流れる回路から計量パネルまたは配電盤まで銅母線を配線することが現実的ではない、または安全ではない可能性があるアプリケーションでもシャントを使用できます。
スマート エネルギー シャントに共通する課題の 1 つは、通常最大 5% という非常に高い抵抗許容差が必要であることです。 これは、マンガニン合金材料自体と、全体の抵抗値の温度変動に対する固有の敏感性の結果です。この許容誤差は、校正および/または温度補償シャントの使用によって軽減できますが、組み立てられたメーターの全体コストが増加する可能性があり、追加のソフトウェアが必要になります。
これらの解決策の代替手段は、シャント抵抗をトリミングすることです。これは、抵抗値が最も重要な領域の抵抗素子の小さなセクションを除去することによって行われます。これにより、シャントの全体的な抵抗が減少し、より広い動作温度範囲にわたって安定した抵抗値を維持する能力が向上しますが、このプロセスは、温度上昇や定格電力などの他の重要な性能特性に悪影響を与える可能性があります。
トリミングがマンガニンシャント抵抗器の温度上昇とその全体的な電力定格に悪影響を与えるかどうかを判断するために、2 つの異なるサンプルに対して一連のテストを実施しました。まず、K 型熱電対を各シャントの背面に抵抗スポット溶接して、温度上昇を測定しました。次に、シャントに最大 4 W の電力を供給し、24 時間にわたって処理できる電流量を評価しました。すべての抵抗測定には 4 線ケルビン法が使用され、結果はトリミングされていないサンプルと比較されました。
得られたデータは、平均して、同じテスト温度において、トリミングされたシャント抵抗器は、トリミングされていないシャント抵抗器よりも抵抗変化が小さいことを示しています。これは、マンガニン合金の抵抗を増加させるマンガニン合金表面の初期酸化、不純物のアニーリングと材料全体の抵抗を低下させる粒界抵抗の減少などの要因の組み合わせによるものでした。
ただし、結果は、トリミングされたシャント抵抗器では、最初の 24 時間のテスト中に抵抗の変化率が増加することも示しました。 これは、最初の酸化と、この期間にわたってシャントが新しい温度に適応したことの両方に起因すると考えられます。したがって、適切なシャント選択を実行し、動作寿命にわたるシャント抵抗器の性能の低下を示す可能性がある抵抗値の変化を経時的にシャントを監視することが重要です。
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