Merenje struje pomoću sistema DAQ napona
Struja se često direktno meri pomoću sistema za prikupljanje podataka (DAQ).
Sistemi DAQ koji meri napon, s druge strane, su često lakše dostupni korisnicima.Ova metoda zahteva pretvaranje struje u napon kako bi sistem DAQ mogao da čita signal.
To se može postići pomoću električnog šunta, ali je potreban sistem sa visokim ulaznim impedansom. Za određivanje optimalnog šunta potrebne su i izračunavanja pomoću utvrđenih formula.
Ulazni impedans
Električni impedans predstavlja meru otpora kruga na struju kada je na njega spojen napon.
Ulazni impedans mreže izvora, koji uključuje i
Statičku i
Dinamičku suprotstavljanje.
Električko suprotstavljanje se češće prepoznaje kao reaktansa nego statičko suprotstavljanje.
Mreža opterećenja je komponenta električne mreže koja koristi elektricitet, dok je mreža za prenos deo koji prenosi snagu. Izlazni impedans mreže izvora i ulazni impedans mreže opterećenja upravljaju načinom na koji se snaga prenosi od mreže izvora do mreže opterećenja.
Impedans se često koristi za procenu električne efikasnosti mreže, što je obično odnos iskoristivog izlaza snage i tipično zahteva segmentaciju mreže i određivanje i ulaznog i izlaznog impedansa između segmenata.
Efikasnost se definiše kao odnos ulaznog impedansa i ukupnog impedansa, to jest, zbir ulaznog i izlaznog impedansa.
Za AC krugove, reaktansa komponenta impedansa često dovodi do velikih gubitaka snage. Zbog ovih gubitaka, struja u krugu može biti izvan faze sa naponom.
Jer je snaga kombinacija napon i struja, snaga koja se prenosi kroz krug je manja nego da bi napon bio u fazi.
DC krugovi nemaju reaktansu i stoga ne trpe zbog nje.
Sistemi za prikupljanje podataka
DAQ se odnosi na metod uzorkovanja električnih signala, koji se često koriste za merenje fizičkih stanja.
Senzori,
Kondicionirajuća oprema za signale, i
Analogno-digitalni konverteri za pretvaranje fizičkih karakteristika u analogni signal
su među tri komponente.
Kondicionirajuća oprema za signale pretvara signale u digitalne vrednosti koje se mogu transformisati. Digitalne vrednosti se zatim pretvaraju putem analogno-digitalnog konvertera. Data logeri su najčešće poznati naziv za samostojeće sisteme DAQ.
Uredjaji za snimanje podataka sa niskim ulaznim impedansom obično imaju ulazni impedans od oko 22kΩ. Sa visokim ulaznim impedansom, mora imati ulazni impedans od najmanje 100 M, cena jedinice.
Ovaj tip data logera takođe ima analogno-digitalni (postepeno aproksimativni) konverter. Takođe bi trebao da sadrži osam jednostranih kanala sa nezavisnim A/D na ulazima napona od 1V, 2V, 5V i 10V.
Električni šunt
Električni šunt je instrument koji koristi put sa niskim otporom za prevoz elektriciteta oko tačke kruga.
Ampermetar može odrediti struju koja je previše velika da bi je precizno izmerio direktno, koristeći jedan od mnogih mogućih ampermetarskih šunta.
Ovaj tip precizno poznatog otpora je relativno minimalan u poređenju sa strujom kruga opterećenja. Da bi prošla kroz njega, šunt se spoji serijalno sa njim.
Pad napona (VD) kroz šunt se može izmeriti pomoću voltmetera spojenog na bilo kojem kraju šunta. Otpor šunta i ovaj pad napona se mogu izračunati.
Pad napona na maksimalnu struju šunta, koji mora biti derated nakon što uređaj radi duž predodređenog vremenskog perioda, je vrednost koja razlikuje šunt i često iznosi 50 mV, 75 mV ili 100 mV.
Šunti često imaju derating za minute neprekidnog korišćenja. Otpor šunta može odstupiti od svojih specifikacija, kao i od temperature i termalne drift. Na 80 °C (176 °F), šunti često počinju da podležu termalnom driftu i trpe neispavljivim oštećenjima.
Izračunavanja
Standardna formula za određivanje struje u krugu je
I = V/R
Gde,
V – Napon (V)
I – Struja (Ampere) i
R – Otpor (Ω)
U šuntu, otpor je jednak nominalnom otporu uređaja, a napon je jednak razlici napona između Vin+ i Vin- ulaznih terminala voltmetera.
Najvažniji korak u ovom procesu jeste da se pad napona održi unutar određenog opsega. Adekvatan odnos signala i šuma često zahteva minimalnu gubitku od nekoliko volta.
