電圧DAQシステムを使用した電流測定
電流はしばしばデータ取得（DAQ）デバイスを使用して直接測定されます。
一方、電圧を測定するDAQデバイスは、ユーザーにとってより容易に利用できることがよくあります。この方法では、電流を電圧に変換してから、電圧DAQデバイスが信号を読み取る必要があります。
これは電気シャントを使用して達成できますが、高入力インピーダンスを持つシステムが必要です。既存の公式を使用した計算も、最適なシャントを決定するために必要です。
入力インピーダンス
電気インピーダンスは、電圧が接続された場合の回路の電流に対する抵抗の測定値です。
ソースネットワークの入力インピーダンスネットワークには、以下の両方が含まれます。
静的 &
動的抵抗。
電気抵抗は、静的抵抗よりもリアクタンスとして認識されることが多いです。
負荷ネットワークは電力を使用する電気ネットワークの構成要素であり、送電ネットワークは電力を送信する部分です。電源ネットワークの出力インピーダンスと負荷ネットワークの入力インピーダンスは、電源から負荷ネットワークへの電力伝送を制御します。
インピーダンスは頻繁にネットワークの電気効率を評価するために使用され、通常、使用可能な出力電力の比率を評価するために、ネットワークをセグメント化し、セグメント間の入力インピーダンスと出力インピーダンスを決定する必要があります。
効率は、入力インピーダンスと全インピーダンス（入力インピーダンスと出力インピーダンスの合計）の比として定義されます。
交流回路の場合、インピーダンスのリアクタンス成分は頻繁に大きな電力損失を引き起こします。これらの損失により、回路の電流は電圧と位相がずれることがあります。
なぜなら、電力は電圧と電流の組み合わせであるため、電圧が位相一致している場合よりも、回路全体で供給される電力は少なくなります。
直流回路にはリアクタンスがないため、その影響を受けません。
データ取得システム
DAQは、物理条件を測定するために頻繁に使用される電気信号のサンプリング方法を指します。
センサー、
信号調整回路、および
物理特性をアナログ信号に変換するアナログ-デジタルコンバータ
これらが3つの構成要素です。
信号調整回路は信号をデジタル値に変換します。その後、デジタル値はアナログ-デジタルコンバータを介して変換されます。スタンドアロンのDAQシステムは一般的にデータロガーと呼ばれます。
低入力インピーダンスのデータレコーダーは通常、約22kΩの入力インピーダンスを持っています。高入力インピーダンスの場合、最低でも100 MΩの入力インピーダンスが必要です。
このタイプのデータロガーには、アナログ-デジタル（逐次近似）コンバータも搭載されています。また、1V、2V、5V、10Vの電圧入力に対応する独立した8つのシングルエンドチャネルも含むべきです。
電気シャント
電気シャントは、低抵抗パスを使用して電流を回路の特定の点周辺に導く装置です。
アンペアメーターは、多くの考えられるアンペアメーターシャントのいずれかを使用することで、直接正確に測定できないほど大きい電流を測定することができます。
この種の正確に知られた抵抗は、負荷回路の電流と比較して相対的に小さくなっています。これを通過させるために、シャントは直列に接続されます。
その後、ボルトメーターをシャントのどちらかの端に接続することで、シャント全体の電圧降下 (VD) を測定することができます。シャントの抵抗とこの電圧降下は計算することができます。
シャントの最大電流での電圧降下は、装置が一定時間動作した後でダーレートする必要があります。これがシャントを区別する値であり、通常50 mV、75 mV、または100 mVです。
シャントは頻繁に連続使用時間のダーレートを持っています。シャントの抵抗は、温度や熱ドリフトによって仕様から逸脱することがあります。80°C (176°F) では、シャントはしばしば熱ドリフトを始め、修復不可能な損傷を受けることがあります。
計算
回路の電流を決定する標準的な式は
I = V/R
ここで、
V – 電圧 (V)
I – 電流 (Amps) そして
R – 抵抗 (Ω)
シャントでは、抵抗は装置の定格抵抗に等しく、電圧はボルトメータのVin+とVin-入力端子間の電圧差に等しいです。
電圧降下が一定の範囲内に保たれることを確認することは、このプロセスで最も重要なステップです。十分なSN比を得るためには、通常数ボルトの最小損失が必要です。
電流源が接地端子と分離されている場合、1kΩの抵抗をVin-と接地端子間に接続することでノイズを減らすことができます。
