電阻、分流器在電流測(cè)量中的應(yīng)用

分流器在原理是一個(gè)電阻，《GB/T 2900.79-2008電工術(shù)語(yǔ)》對(duì)分流器的定義，分流器是與測(cè)量儀器儀表的電流電路并聯(lián)，以擴(kuò)大其測(cè)量范圍的電阻器。但是在實(shí)際的電流測(cè)量中，分流器與電阻有很大的區(qū)別。

一電阻、分流器在電流測(cè)量中的應(yīng)用

傳統(tǒng)上，將測(cè)量中小電流的稱為電阻，測(cè)量大電流的電阻稱為分流器。電阻、分流器是應(yīng)用最廣泛的電流測(cè)量方式，讓電流通過(guò)電阻，測(cè)量電阻兩端的電壓降。它直接應(yīng)用歐姆定律，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。該方式應(yīng)用簡(jiǎn)單，操作方便，成本低廉。

這種測(cè)量方式的精度取決于電阻的精度、溫度系數(shù)、時(shí)間穩(wěn)定性。受限于電阻材料特性，電阻的阻值并不是一成不變的，而是隨著溫度、頻率、時(shí)間等發(fā)生變化。比如普通電阻的溫度系數(shù)約100ppm/℃，溫度變化10℃，可導(dǎo)致電阻約1‰的變化，這是一個(gè)重要的誤差來(lái)源。另一方面，電阻也會(huì)隨著時(shí)間的推移，不斷發(fā)生變化，這種變化是隨機(jī)的，普通電阻的年變化率(老化率)也在1‰/年量級(jí)。

高精度測(cè)量系統(tǒng)就需要高精度電阻或分流器，要求具備低溫度系數(shù)、高時(shí)間穩(wěn)定性(年老化率)。銅材料的溫度系數(shù)約為4‰/℃，低溫度系數(shù)的錳銅、康銅材料一般可以做到10~50ppm/℃，更好的德國(guó)Isabellenhuette公司或美國(guó)Vishay公司的電阻材料可以實(shí)現(xiàn)ppm/℃量級(jí)甚至低于1ppm/℃。用于計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)電阻則小于0.1ppm/℃。

電阻或分流器需直接串入電流回路，只能是非隔離測(cè)量形式(不包括后級(jí)的電路隔離)，一般情況下都沒(méi)有問(wèn)題，因?yàn)?，后?jí)的手持式或臺(tái)式萬(wàn)用表都是隔離的。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：低電壓(不要求隔離)、中低電流場(chǎng)合。

一般適用于10A及以下電流測(cè)量，10A以上分流器發(fā)熱將對(duì)性能產(chǎn)生影響，分流器的最大測(cè)量能力約在1kA。

二電阻、分流器測(cè)量的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：原理易懂，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)，成本低、高帶寬

缺點(diǎn)：被測(cè)電流回路和測(cè)量回路之間電氣非隔離，兩者之間會(huì)相互干擾，特別是高電壓場(chǎng)合有嚴(yán)重影響，極易損壞測(cè)量回路；分流器電阻會(huì)損耗和發(fā)熱，大電流場(chǎng)合尤其嚴(yán)重。電阻的值會(huì)隨溫度而變化，影響測(cè)量精度；分流器發(fā)熱可能需要風(fēng)冷、水冷等散熱措施，體積大，使用不便；高性能分流器(高精度、低溫度系數(shù))價(jià)格昂貴；電阻上的壓降一般較小，需要進(jìn)一步放大后才便于使用，放大電路的零位、增益、溫度特性等都影響最終的精度；大電流測(cè)量需要配套極小的電阻，本身的精度很難做高。

審核編輯 黃宇