Mesure du courant à l'aide de systèmes DAQ de tension
Le courant est souvent mesuré directement à l'aide d'un dispositif d'acquisition de données (DAQ).
D'autre part, les dispositifs DAQ qui mesurent la tension sont généralement plus facilement accessibles à l'utilisateur.Cette méthode nécessite de convertir le courant en tension afin que le dispositif DAQ de tension puisse lire le signal.
Cela peut être réalisé avec un shunt électrique, mais cela nécessite un système ayant une impédance d'entrée élevée. Des calculs utilisant des formules établies sont également nécessaires pour déterminer le shunt optimal à utiliser.
Impédance d'entrée
L'impédance électrique est une mesure de la résistance d'un circuit au courant lorsqu'une tension y est appliquée.
L'impédance d'entrée d'un réseau source, qui comprend à la fois
La résistance statique et
L'opposition dynamique.
L'opposition électrique est plus souvent reconnue comme réactance plutôt que résistance statique.
Un réseau de charge est la composante d'un réseau électrique qui utilise l'électricité, tandis qu'un réseau de transmission est la section qui transmet la puissance. L'impédance de sortie du réseau source et l'impédance d'entrée du réseau de charge gouvernent comment la puissance est transportée du réseau source au réseau de charge.
L'impédance est fréquemment utilisée pour évaluer l'efficacité électrique d'un réseau, qui est généralement le rapport de la puissance utile de sortie, ce qui nécessite généralement de segmenter le réseau et de déterminer à la fois l'impédance d'entrée et l'impédance de sortie entre les segments.
L'efficacité est définie comme le rapport de l'impédance d'entrée à l'impédance totale, c'est-à-dire la somme de l'impédance d'entrée et de l'impédance de sortie.
Pour les circuits AC, la composante de réactance de l'impédance provoque souvent de grandes pertes de puissance. En raison de ces pertes, le courant du circuit peut être en déphasage par rapport à sa tension.
Parce que la puissance est une combinaison de tension et de courant, la puissance délivrée dans le circuit est inférieure à celle où la tension serait en phase.
Les circuits DC n'ont pas de réactance et ne souffrent donc pas de ce problème.
Systèmes d'acquisition de données
DAQ fait référence à la méthode d'échantillonnage des signaux électriques, qui sont souvent utilisés pour mesurer des conditions physiques.
Capteurs,
Circuit de conditionnement de signal, et
Un convertisseur analogique-numérique pour convertir les caractéristiques physiques en un signal analogique
sont parmi les trois composants.
Le circuit de conditionnement de signal transforme les signaux en valeurs numériques qui peuvent être transformées. Les valeurs numériques sont ensuite converties via un convertisseur analogique-numérique. Les enregistreurs de données sont le nom le plus courant pour les systèmes DAQ autonomes.
Les enregistreurs de données à faible impédance d'entrée ont généralement une impédance d'entrée d'environ 22 kΩ. Avec une haute impédance d'entrée, elle doit avoir une impédance d'entrée minimale de 100 MΩ, coût unitaire.
Ce type d'enregistreur de données possède également un convertisseur analogique-numérique (approximation successive). Il devrait également inclure huit canaux monobroche avec des entrées A/D indépendantes de 1V, 2V, 5V et 10V.
Shunt électrique
Un shunt électrique est un instrument qui utilise un chemin de faible résistance pour transporter l'électricité autour d'un point de circuit.
Un ampèremètre peut déterminer un courant trop important pour être mesuré directement en utilisant l'un des nombreux shunts d'ampèremètre concevables.
Ce type de résistance connue avec précision est relativement minimal par rapport au courant du circuit de charge. Pour passer à travers, le shunt est connecté en série avec lui.
La chute de tension (VD) à travers le shunt peut ensuite être mesurée en connectant un voltmètre à l'une des extrémités du shunt. La résistance du shunt et cette chute de tension peuvent ensuite être calculées.
La chute de tension au courant maximal du shunt, qui doit être dégradée après que le dispositif ait été en fonctionnement pendant une période prédéterminée, est la valeur qui distingue un shunt et est généralement de 50 mV, 75 mV ou 100 mV.
Les shunts ont souvent une dégradation pour les minutes d'utilisation continue. La résistance d'un shunt peut s'écarter de ses spécifications ainsi que de sa température et de son dérive thermique. À 80 °C (176 °F), les shunts commencent souvent à subir une dérive thermique et subissent des dommages irréparables.
Calculs
La formule standard pour déterminer le courant dans un circuit est
I = V/R
Où,
V – Tension (V)
I – Courant (Amps) et
R – Résistance (Ω)
Dans un shunt, la résistance est égale à la résistance nominale du dispositif, et la tension est égale à la différence de tension entre les bornes d'entrée Vin+ et Vin- du voltmètre.
Assurer que la chute de tension reste dans une certaine plage est l'étape la plus importante de ce processus. Un rapport signal-bruit adéquat nécessite souvent une perte minimale de plusieurs volts.
Si la source de courant est séparée de la borne de masse, le bruit peut être réduit en connectant une résistance de 1 kΩ entre les bornes Vin- et la masse.
