Widerstände für Strommessungen in Automobilanwendungen

Anbieter zum Thema

Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG

TRACO ELECTRONIC GMBH

IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Von Manganin und anderen Widerstandslegierungen

Bereits vor über 100 Jahren (1889) entwickelte das in Dillenburg ansässige Unternehmen Isabellenhütte Heusler die Präzisionswiderstandslegierung Manganin, deren herausragende Eigenschaften seit dieser Zeit Basis für die Präzisionsmesstechnik, z. B. in Normalwiderständen, genutzt werden. Die weiteren Legierungen Isaohm und Zeranin runden den Bereich der spezifischen Widerstände mit 132 µΩcm nach oben bzw. mit 29 µΩcm nach unten ab. Alle Legierungen erfüllen weitgehend die materialbedingten Forderungen und sind seit vielen Jahren erfolgreich im Einsatz, wobei Manganin aufgrund seines weltweiten Bekanntheitsgrades sicherlich eine Sonderstellung zukommt.

Als Antwort auf Weiterentwicklungen bei magnetischen Materialien hat sich die Isabellenhütte in den letzten 25 Jahren zum Ziel gesetzt, durch physikalische Optimierung des Shuntwiderstandes den sinnvoll nutzbaren Bereich für Präzisionsstrommessung mit Widerständen immer weiter nach oben auszudehnen. Hand in Hand mit der Verbesserung von Offset, Temperaturkoeffizient und Rauschen von Operationsverstärkern konnten die Widerstandswerte bis in den unteren µΩ-Bereich reduziert werden, sodass das Hauptproblem der hohen Verlustleistung bei großen Strömen (P = R · I²) weitgehend beseitigt wurde. Gleichzeitig nimmt aber der durch Fehlspannungen (Einstreuungen, Thermospannungen u.a.) verursachte relative Fehler sehr stark zu, sodass Eigenschaften wie niedrige Induktivität und Thermospannungsfreiheit extrem an Bedeutung gewinnen.

Im Folgenden wird kurz auf die wichtigsten Parameter eingegangen.

Geringe Chargenstreuung bei Manganin-Widerständen

Bild 1: Die grüne Kurve zeigt den typischen parabolförmigen Temperaturgang von Manganin-Widerständen(Bild: Bild: Isabellenhütte) — Bild 1: Die grüne Kurve zeigt den typischen parabolförmigen Temperaturgang von Manganin-Widerständen
(Bild: Bild: Isabellenhütte)

Bild 1 zeigt den typischen parabolförmigen Temperaturgang von Manganin-Widerständen. Da diese Eigenschaft allein durch die Materialzusammensetzung bestimmt ist, können Widerstände mit sehr hoher Reproduzierbarkeit und sehr geringer Chargenstreuung hergestellt werden.

Der Temperaturkoeffizient wird in ppm/K angegeben und ist wie folgt definiert:

TK = (R(T) – R(T₀))/R(T₀) · 1/(T – T₀) = ∆R/R(T₀) · 1/∆T

wobei für die Referenztemperatur meist ein Wert von 20 oder 25 °C benutzt wird. Ist die Temperaturabhängigkeit wie beim Manganin eine gekrümmte Kurve, ist es unbedingt nötig, auch die für die TK-Messung benutzte obere Temperatur anzugeben, z. B. TK = 20 … 60.

Häufig werden auch im niederohmigen Bereich Dickschichtwiderstände mit TK-Werten von mehreren 100 ppm/K eingesetzt. Die rote Kurve zeigt, dass bei einem Widerstand mit nur 200 ppm/K schon eine Temperaturänderung von 50 °C ausreicht um die 1%-Grenze zu verlassen. Eine genaue Stromerfassung ist mit solchen Widerständen nicht möglich. Noch extremer ist der Fall, wenn versucht wird mit auf der Leiterplatte geätzten Kupfer-Widerständen zu messen, denn Kupfer besitzt einen Temperaturkoeffizient von 4000 ppm/K (oder 0,4%/K), d.h. eine Temperaturänderung von 10 °C verursacht bereits eine Drift von 4%.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Mehr über Strommesswiderstände

(ID:28386320)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Geschäftliche E-Mail

Bitte geben Sie eine gültige E-Mailadresse ein.

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Stand: 08.12.2025

Es ist für uns eine Selbstverständlichkeit, dass wir verantwortungsvoll mit Ihren personenbezogenen Daten umgehen. Sofern wir personenbezogene Daten von Ihnen erheben, verarbeiten wir diese unter Beachtung der geltenden Datenschutzvorschriften. Detaillierte Informationen finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.

Einwilligung in die Verwendung von Daten zu Werbezwecken

Ich bin damit einverstanden, dass die Vogel Communications Group GmbH & Co. KG, Max-Planckstr. 7-9, 97082 Würzburg einschließlich aller mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen (im weiteren: Vogel Communications Group) meine E-Mail-Adresse für die Zusendung von redaktionellen Newslettern nutzt. Auflistungen der jeweils zugehörigen Unternehmen können hier abgerufen werden.

Der Newsletterinhalt erstreckt sich dabei auf Produkte und Dienstleistungen aller zuvor genannten Unternehmen, darunter beispielsweise Fachzeitschriften und Fachbücher, Veranstaltungen und Messen sowie veranstaltungsbezogene Produkte und Dienstleistungen, Print- und Digital-Mediaangebote und Services wie weitere (redaktionelle) Newsletter, Gewinnspiele, Lead-Kampagnen, Marktforschung im Online- und Offline-Bereich, fachspezifische Webportale und E-Learning-Angebote. Wenn auch meine persönliche Telefonnummer erhoben wurde, darf diese für die Unterbreitung von Angeboten der vorgenannten Produkte und Dienstleistungen der vorgenannten Unternehmen und Marktforschung genutzt werden.

Meine Einwilligung umfasst zudem die Verarbeitung meiner E-Mail-Adresse und Telefonnummer für den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern wie z.B. LinkedIN, Google und Meta. Hierfür darf die Vogel Communications Group die genannten Daten gehasht an Werbepartner übermitteln, die diese Daten dann nutzen, um feststellen zu können, ob ich ebenfalls Mitglied auf den besagten Werbepartnerportalen bin. Die Vogel Communications Group nutzt diese Funktion zu Zwecken des Retargeting (Upselling, Crossselling und Kundenbindung), der Generierung von sog. Lookalike Audiences zur Neukundengewinnung und als Ausschlussgrundlage für laufende Werbekampagnen. Weitere Informationen kann ich dem Abschnitt „Datenabgleich zu Marketingzwecken“ in der Datenschutzerklärung entnehmen.

Falls ich im Internet auf Portalen der Vogel Communications Group einschließlich deren mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen geschützte Inhalte abrufe, muss ich mich mit weiteren Daten für den Zugang zu diesen Inhalten registrieren. Im Gegenzug für diesen gebührenlosen Zugang zu redaktionellen Inhalten dürfen meine Daten im Sinne dieser Einwilligung für die hier genannten Zwecke verwendet werden. Dies gilt nicht für den Datenabgleich zu Marketingzwecken.

Recht auf Widerruf

Mir ist bewusst, dass ich diese Einwilligung jederzeit für die Zukunft widerrufen kann. Durch meinen Widerruf wird die Rechtmäßigkeit der aufgrund meiner Einwilligung bis zum Widerruf erfolgten Verarbeitung nicht berührt. Um meinen Widerruf zu erklären, kann ich als eine Möglichkeit das unter https://contact.vogel.de abrufbare Kontaktformular nutzen. Sofern ich einzelne von mir abonnierte Newsletter nicht mehr erhalten möchte, kann ich darüber hinaus auch den am Ende eines Newsletters eingebundenen Abmeldelink anklicken. Weitere Informationen zu meinem Widerrufsrecht und dessen Ausübung sowie zu den Folgen meines Widerrufs finde ich in der Datenschutzerklärung, Abschnitt Redaktionelle Newsletter.

Shunts