Fotovoltaik energiyani saqlash, elektr transport vositalarini zaryadlash va ma'lumotlar markazlari kabi yuqori-aniqlikdagi shahar quvvatini taqsimlash sohalarida doimiy doimiy quvvat o'lchagichlar ajralmas "quvvat nazoratchilari" hisoblanadi. Ushbu hisoblagichlarning aniqligi va barqarorligi butunlay bitta asosiy ko'rsatkichga bog'liq bo'ladi-ular kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan tokni qanchalik aniq ushlashlari va o'lchashlari.
Ko'pgina faxriy elektrotexniklar uchun "shunt" juda tanish bo'lgan joriy namuna olish usulidir. Biroq, texnologiyaning jadal rivojlanishi bilan Hall effektli sensorlar, fluxgate sensorlar va hatto TMR (tunnel magnetoresistive) kabi yangi atamalar birin-ketin paydo bo'lmoqda.
Hall effektli sensorlar
Ushbu sensorlar asosiy o'tkazgich atrofida hosil bo'lgan magnit maydonni sezish orqali oqimni o'lchash uchun Hall yarimo'tkazgich elementlaridan foydalanadi. Bu juda mashhur kontaktsiz oʻlchash usuli boʻlib, uning eng katta afzalligi elektr izolyatsiyasi boʻlib, quyi oqimdagi oʻlchash chipiga bevosita taʼsir qiladigan yuqori kuchlanish bilan bogʻliq xavotirlarni yoʻq qiladi, bu esa nihoyatda yuqori xavfsizlikni taʼminlaydi.
Fluxgate oqim sensori
Bu kuchsiz magnit maydonlarni bilvosita oʻlchash uchun oʻzgaruvchan magnit maydonda yuqori{0}}oʻtkazuvchanlikka ega temir yadroning toʻyinganlik xususiyatlaridan foydalanadigan usul.
Uning xarakteristikalari juda farq qiladi: oʻta yuqori aniqlik va minimal harorat oʻzgarishi, bu uni yuqori-aniqlikdagi doimiy toʻqni aniqlash, elektr izolyatsiyasi monitoringi va metrologik kalibrlashda tez-tez ishlatishga imkon beradi. Biroq, uning kamchiliklari yuqori narx va nisbatan sekin javob tezligini o'z ichiga oladi.
TMR sensorlari va boshqalar.
TMR "Tunnel Magnetoresstance" degan ma'noni anglatadi. Oddiy qilib aytganda, bu magnetoelektronikaga asoslangan yuqori-aniqlikdagi magnit sensordir. Uning yadrosi magnit signallarni elektron spin orqali elektr signallariga aniq konvertatsiya qilishga erishish uchun "ferromagnit qatlam/-magnit bo'lmagan izolyatsion qatlam/ferromagnit qatlam"ning nano o'lchamli sendvich strukturasidan foydalanishdir.
Shuntlarning "xandagi": nega bu texnologiyalar uning hukmronligini silkita olmaydi?
Xoll effektli sensorlar va fluxgate magnitlarining yuqori-texnologik va kuchli imkoniyatlarini hisobga olgan holda, nega mis bar yoki rezistorga o'xshab ketadigan shunt hali ham bozorda eng keng tarqalgan va ishonchli shunt hisoblanadi? Javob uning to'rtta asosiy afzalliklarida yotadi:
O'lchovlarning tengsiz aniqligi va chiziqliligi
Periferik texnologiyalar qanday rivojlanishidan qat'i nazar, fizika qonunlari eng halol bo'lib qoladi. Shuntning ishlash printsipi nihoyatda sof-Om qonunidir. U mohiyatan juda past harorat koeffitsientiga ega boʻlgan aniq marganets-mis rezistori boʻlgani uchun uning qarshiligi-joriy oʻzgarish egri chizigʻi deyarli mukammal toʻgʻri chiziq boʻlib, oʻziga xos chiziqlilik va juda kichik chiziqli boʻlmagan xatolarni koʻrsatadi.
Bundan farqli o'laroq, Hall elementlari magnit konturdan ta'sirlanadi, natijada ozgina chiziqli bo'lmagan ofsetlar paydo bo'ladi, fluxgate magnitlari esa javob histerizini ko'rsatadi. Sanoat mutaxassislari ta'kidlaganidek: agar oqim o'lchovining aniqligi asosiy mezon bo'lsa, u holda nozik millivolt uzatgich bilan bog'langan shunt rezistorli eritma har doim eng yaxshi tanlovdir.
Yakuniy xarajat-samaradorlik va yuqori ishonchlilik
Hall effekti va fluxgate datchiklari juda ko'p funktsional imkoniyatlarni taklif qilsa-da, ular murakkab temir yadrolari va rulonlarini, shuningdek, ikkilamchi quvvat manbalari va murakkab kompensatsiya sxemalarini talab qiladi. Ayniqsa, doimiy doimiy energiya hisoblagichlari bozorida yuqori aniqlikdagi yopiq-hall effektli datchiklari oddiy shunt rezistorlariga qaraganda besh-o'n baravar qimmat turadi.
Bundan farqli o'laroq, manyovrlar tuzilishi jihatidan juda oddiy, sof passiv qurilmalar va qo'shimcha quvvatsiz ishonchli ishlaydi, bu ularni juda mustahkam va bardoshli qiladi. Xarajatga sezgir fuqarolik shahar energiya hisoblagichlari va zaryadlash stansiyalari bozorida-manevtlarning iqtisodiy samaradorligi hatto murakkab sensorlar ham yengishda qiynaladigan muhim afzallik hisoblanadi.
Kuchli -diapazonda ishlash imkoniyati va ultra-keng haroratga moslashish
Haqiqiy{0}}dunyo sanoat muhitida lahzali oqimlar odatda nominal qiymatlardan ancha oshadi. Shunt birliklari bu borada ajoyib chidamlilikni namoyish etadi. Misol uchun, bozordagi yuqori aniqlikdagi shunt moslamasi -40 darajadan +105 darajagacha bo'lgan to'liq harorat oralig'ida nominal qiymatidan o'nlab baravar yuqori lahzali kuchlanish oqimlarini namuna olish aniqligini buzmasdan osonlik bilan boshqarishi mumkin.
Aksincha, magnit printsiplarga asoslangan datchiklar oqim juda yuqori bo'lsa, yadroning to'yinganligi yoki yuqori{0}}harorat demagnetizatsiyasiga juda sezgir bo'lib, o'lchov buzilishiga yoki hatto qurilmaning doimiy shikastlanishiga olib keladi.
Elektromagnit shovqinlarga juda kuchli qarshilik
Holl effekti va magnit o'lchagich magnitometrlari kuchli magnit maydonlari va yuqori{1}}chastotali shovqinlarga ega bo'lgan muhitda (masalan, yuqori{2}}quvvat invertorlari yoki yuqori-oqimli shinalar yaqinida) oqlangan kontaktsiz o'lchovlarni amalga oshirsa-da, adashgan magnit maydonlar o'lchashning oldindan belgilanishi mumkin bo'lgan xatosini osongina aniqlashi mumkin.
Bundan farqli o'laroq, manevr konvertorlari sof kontaktlarning zanglashiga olib keladigan to'g'ridan-to'g'ri seriyali namuna olish qurilmalaridir. Ular faqat o'z qarshiligidagi kuchlanish pasayishiga sodiqdirlar va tashqi adashgan elektromagnit maydonlardan deyarli ta'sirlanmaydi. Bu ularni, ayniqsa, murakkab elektromagnit moslashuv (EMC) shkaflarida ishonchli qiladi.