전압 DAQ 시스템을 이용한 전류 측정
전류는 종종 데이터 수집(DAQ) 장치를 사용하여 직접 측정됩니다.
다른 한편으로, 전압을 측정하는 DAQ 장치는 일반적으로 사용자에게 더 쉽게 접근할 수 있습니다.이 방법은 전압 DAQ 장치가 신호를 읽을 수 있도록 전류를 전압으로 변환해야 합니다.
이는 전기 샌트를 사용하여 수행할 수 있지만, 고입력 임피던스를 갖춘 시스템이 필요합니다. 최적의 샌트를 결정하기 위해 기존 공식을 사용한 계산도 필요합니다.
입력 임피던스
전기 임피던스는 전압이 연결되었을 때 회로의 전류에 대한 저항을 측정하는 것입니다.
소스 네트워크의 입력 임피던스 네트워크는 정적인 저항과 동적인 저항을 모두 포함합니다.
정적 &
동적 저항.
전기 저항은 정적 저항보다 반응성으로 더 자주 인식됩니다.
부하 네트워크는 전기를 사용하는 전기 네트워크의 구성 요소이며, 전송 네트워크는 전력을 전송하는 부분입니다. 소스 네트워크의 출력 임피던스와 부하 네트워크의 입력 임피던스는 전력이 소스에서 부하 네트워크로 어떻게 전송되는지를 제어합니다.
임피던스는 네트워크의 전기 효율을 평가하는 데 자주 사용되며, 이는 일반적으로 사용 가능한 출력 전력 대비 비율을 나타냅니다. 이를 위해서는 네트워크를 세분화하고 세그먼트 간의 입력 및 출력 임피던스를 결정해야 합니다.
효율은 입력 임피던스와 전체 임피던스(입력 및 출력 임피던스의 합)의 비율로 정의됩니다.
교류 회로에서 임피던스의 반응성 구성 요소는 종종 큰 전력 손실을 초래합니다. 이러한 손실로 인해 회로의 전류가 전압과 위상이 일치하지 않을 수 있습니다.
전력은 전압과 전류의 조합이므로, 전압이 위상일 때보다 회로 전체에서 전달되는 전력이 적습니다.
직류 회로는 반응성을 가지지 않으므로 이러한 문제로부터 자유롭습니다.
데이터 수집 시스템
DAQ는 물리적 상태를 측정하는 데 자주 사용되는 전기 신호를 샘플링하는 방법을 지칭합니다.
센서,
신호 조건화 회로, 그리고
물리적 특성을 아날로그 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기
세 가지 구성 요소 중 하나입니다.
신호 조건화 회로는 신호를 변환할 수 있는 디지털 값으로 변환합니다. 디지털 값은 아날로그-디지털 변환기를 통해 변환됩니다. 독립형 DAQ 시스템의 가장 일반적인 이름은 데이터 로거입니다.
저입력 임피던스 데이터 레코더는 일반적으로 약 22kΩ의 입력 임피던스를 가집니다. 고입력 임피던스를 가지려면 최소 100 MΩ의 입력 임피던스가 필요하며, 단위 비용이 있습니다.
이 유형의 데이터 로거는 또한 아날로그-디지털(연속 근사) 변환기를 가지고 있으며, 1V, 2V, 5V, 10V의 전압 입력을 가진 8개의 싱글 엔드 채널을 포함해야 합니다.
전기 샌트
전기 샌트는 회로의 특정 지점을 통과하도록 저항 경로를 사용하는 기기입니다.
아미터는 다양한 가능성이 있는 아미터 샌트 중 하나를 사용하여 직접 정확하게 측정할 수 없는 너무 큰 전류를 측정할 수 있습니다.
이 유형의 정확히 알려진 저항은 부하 회로 전류와 비교하여 상대적으로 작습니다. 이를 통과하기 위해 샌트는 직렬로 연결됩니다.
볼트미터를 샌트의 양 끝에 연결하여 샌트를 가로지르는 전압 강하(VD)를 측정할 수 있습니다. 샌트의 저항과 이 전압 강하를 계산할 수 있습니다.
샌트의 최대 전류에서 발생하는 전압 강하는 장치가 특정 시간 동안 작동한 후에 감소시켜야 하는 값이며, 일반적으로 50 mV, 75 mV, 또는 100 mV입니다.
샌트는 종종 연속 사용 시간에 대한 de-rating을 가지고 있습니다. 샌트의 저항은 사양, 온도, 열 드리프트와 달라질 수 있습니다. 80°C (176°F)에서 샌트는 종종 열 드리프트를 겪고 복구 불가능한 손상을 입습니다.
계산
회로에서 전류를 결정하는 표준 공식은 다음과 같습니다.
I = V/R
여기서,
V – 전압 (V)
I – 전류 (Amps) 및
R – 저항 (Ω)
샌트에서 저항은 장치의 정격 저항과 같으며, 전압은 볼트미터의 Vin+와 Vin- 입력 단자 사이의 전압 차이와 같습니다.
전압 강하가 특정 범위 내에 있도록 하는 것이 이 과정에서 가장 중요한 단계입니다. 충분한 신호 대 잡음 비율을 위해서는 최소 몇 볼트의 손실이 필요합니다.
전류 소스가 접지 단자와 분리되어 있다면, Vin-와 접지 단자 사이에 1kΩ 저항을 연결하여 노이즈를 줄일 수 있습니다.
