У високо{0}}прецизним пољима дистрибуције једносмерне струје као што су фотонапонско складиштење енергије, гомиле за пуњење електричних возила и центри података, мерачи једносмерне струје су незаменљиви „стражари снаге“. Тачност и стабилност ових мерача у потпуности зависе од једног кључног индикатора-колико прецизно хватају и мере струју која тече кроз коло.
За многе ветеране електроинжењера, "шант" је веома позната метода узорковања струје. Међутим, са брзим развојем технологије, нови термини као што су сензори са Холовим ефектом, сензори флукгате-а, па чак и ТМР (тунелски магнеторезитивни) се појављују један за другим.
Сензори са Холовим ефектом
Ови сензори користе Холове полупроводничке елементе за мерење струје тако што детектују магнетно поље генерисано око примарног проводника. Ово је веома популаран метод без{1}}бесконтактног мерења, чија највећа предност је урођена електрична изолација, елиминишући забринутост због високог напона који директно утиче на низводни мерни чип, што резултира изузетно високом безбедношћу.
Сензор струје протока
Ово је техника која користи карактеристике засићења гвозденог језгра високе{0}}пермеабилности у наизменичном магнетном пољу да индиректно мери слаба магнетна поља.
Његове карактеристике су веома различите: изузетно висока прецизност и минимално температурно одступање, због чега се често користи у високо{0}}прецизној детекцији једносмерне струје, праћењу електричне изолације и метролошкој калибрацији. Међутим, његови недостаци укључују високу цену и релативно малу брзину одзива.
ТМР сензори итд.
ТМР је скраћеница од Туннел Магнеторесистанце. Једноставно речено, то је-магнетни сензор високе прецизности заснован на магнетоелектроници. Његово језгро је употреба сендвич структуре наноразмера од „феромагнетног слоја/не-магнетног изолационог слоја/феромагнетног слоја” да би се постигла прецизна конверзија магнетних сигнала у електричне сигнале путем спина електрона.
„Јарак“ шантова: Зашто ове технологије не могу да уздрмају своју доминацију?
Узимајући у обзир високу-технологију и моћне могућности сензора са Холовим ефектом и магнета флуксгата, зашто је шант, који изгледа као бакарна шипка или отпорник, и даље најчешћи и најпоузданији шант на тржишту? Одговор лежи у четири основне предности:
Неупоредива прецизност и линеарност мерења
Без обзира на то како се периферне технологије развијају, закони физике остају најпоштенији. Принцип рада шанта је изузетно чист-Омов закон. Пошто је то у суштини прецизни отпорник од мангана-бакара са изузетно ниским температурним коефицијентом, његова крива промене струје-је отпора скоро савршена права линија, која показује изузетну линеарност и веома мале нелинеарне грешке.
Насупрот томе, на Холове елементе утиче магнетно коло, што резултира благим нелинеарним помацима, док магнети флуксгате показују хистерезу одзива. Као што су стручњаци из индустрије истакли: ако је тачност мерења струје примарни критеријум, онда је решење шант отпорника упарено са прецизним миливолтним предајником увек најбољи избор.
Крајња исплативост{0}}и висока поузданост
Док сензори са Холовим ефектом и флукгате сензори нуде обиље функционалности, они захтевају сложена гвоздена језгра и калемове, као и секундарна напајања и замршена кола компензације. Нарочито на тржишту мерача једносмерне струје, неки-прецизни-сензори са Холовим ефектом високе прецизности могу коштати пет до десет пута више од обичних шант отпорника.
Насупрот томе, шантови су изузетно једноставне структуре, чисто пасивни уређаји и поуздано раде без додатног напајања, што их чини изузетно робусним и издржљивим. На тржишту-осетљивих цивилних мерача једносмерне струје и станица за пуњење, исплативост-шантова представља значајну предност коју чак и сложени сензори тешко могу да превазиђу.
Снажна могућност преко{0}}опсега и ултра{1}}прилагодљивост на температуру
У стварном-светском индустријском окружењу, тренутне струје често далеко премашују номиналне вредности. Шант јединице показују изузетну отпорност у овом погледу. На пример, високо{3}}прецизна шанта јединица на тржишту може лако да поднесе тренутне ударне струје десетине пута веће од своје номиналне вредности у пуном температурном опсегу од -40 степени до +105 степени, без угрожавања тачности узорковања.
Насупрот томе, сензори засновани на магнетним принципима су веома подложни засићењу језгра или високо{0}демагнетизацији{0}} када је струја превисока, што доводи до изобличења мерења или чак трајног оштећења опреме.
Изузетно јака отпорност на електромагнетне сметње
Док сензори са Холовим ефектом и магнетометрима са флуксгејтом постижу елегантно бесконтактно мерење, у окружењима са јаким магнетним пољима и -интерференцијама високе фреквенције (као што су близу великих-инвертера или сабирница велике{3}}те струје), залутала магнетна поља могу лако да се инфилтрирају у сигнал за детекцију непредвидиве грешке.
Насупрот томе, шант претварачи су уређаји за директно серијско узорковање чистог кола. Они су лојални само паду напона на сопственом отпору и на њих практично не утичу спољашња залутала електромагнетна поља. То их чини посебно поузданим у сложеним ормарићима за електромагнетну компатибилност (ЕМЦ).