为什么电流测量分流器设计会使用 4 个检测引脚?

电器工程 电流测量 分流 母线
2022-01-09 20:18:02

我对用于高压/大电流设置的低电阻分流器(数十/数百微欧范围)感兴趣。通常,这些是安装在母线上的分流电阻器,如下所示:

在此处输入图像描述

电流通过母线和分流器,而电压降由两个向上的小感应引脚测量。然而,一些这样的分流器设计有四个感应引脚而不是两个,我不明白为什么。有人可以指出使用 4 个感应引脚而不是 2 个可能有什么优势吗?它是否与测量精度有关,或者可能与可靠性等有关?

需要说明的是:我说的不是典型的 4端子分流连接,而是特别是4感测引脚连接。

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4个回答

纯属偶然,我找到了您图片的来源(2 个图钉):

https://www.maglab.ch/products/r75-bar-05b/

以及来自同一制造商的另一款产品(4 针):

https://www.maglab.ch/products/r100-bar-12a/

主要区别似乎是 4 针版本被描述为具有“完全冗余的感应针”。所以有人会猜测这样做是为了安全——当两个测量值不一致时,能够诊断出连接断开。

很容易想象当前监控系统的故障可能导致烟花爆竹的情况。

我不是这方面的专家,也不声称知道答案。尽管如此,我的猜测是四个引脚提供:

  • 在高 g 负载或高/持续振动或两者兼有的应用中,相比两个销,提高了机械优势,

  • 高可靠性电流检测应用中两个冗余电流检测电路的附件,

  • 使用单个分流器进行高量程和低量程电流感测的附件(例如,测量直流放大器信号以及直流放大器信号上的噪声),

  • 正如托巴尔特对您的问题的回答中提到的热电补偿。

最可能的两个原因是

  1. 机械的
  2. 冗余

机械方面已涵盖(https://electronics.stackexchange.com/a/601504/16222),这是合理的,因为在高电流下,连接会受到机械应力,无论是由于热膨胀还是由于高磁场导致的机械运动

然而,不应忽视冗余。从 FMEA 的角度来看,可能需要“独立传感”,虽然从故障的角度可以认为机械设备(例如这种分流器)的故障率为 1e-12,但对于采集和加工。一旦考虑到更高系统的故障树,可能需要完全独立的模拟路径、采样和报告来减轻危害

由此(对不起,法语),条形导体中电流的相对分布图片。

可以看到,必须仅在某些点测量电流(要测量电流,您需要沿着条形图 2 个部分)-> 4 个测量点放置得当,如果想要一个正确的值。

注意:这在测量交流电流(50 或 60 Hz)时出现,但在测量瞬态电流时也会出现。

这个条很大,但是问题都是一样的,不管是什么维度。例如,一项使用flux3D的研究可以证实这一点。

在此处输入图像描述

因此,将注意到条的边缘将比“中心”处更热

当瞬态电流出现这种情况时,这将特别令人惊讶。

几“秒”后,热量当然会分布在整个棒上,这将处于几乎“均匀”的温度……金属中相当“快速”的热量传播。