Präzisionsmessshunts unter Belastung Worauf Entwickler bei der Shuntauswahl achten müssen

Entwickler sollten anhand der Datenblätter einen Überblick aller wichtigen Werte erhalten. Doch Vorsicht: Einige Parameter werden oft nicht so angegeben, wie sie im täglichen Einsatz auftreten. Gerade unter Belastung weichen tatsächliche Werte von den angegebenen ab.

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Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG

Die elektrische Antriebstechnik fordert jedoch eine hohe Leistungsfähigkeit und dementsprechend Widerstände, die auch unter starker Belastung ihre Versprechen erfüllen. Um Ströme zu messen, sind Messshunts als Stromsensoren eine einfache, kostengünstige und robuste Möglichkeit. Bei gutem Design und entsprechender Auslegung des Shunts vereinen sie viele wünschenswerte und notwendige Eigenschaften, die von einem guten Sensor erwartet werden: Linearität, Offsetfreiheit, geringe Temperaturabhängigkeit, kleiner Bauraum oder geringe Querempfindlichkeiten.

Die Auswahl eines geeigneten Shunts für eine spezielle Anwendung ist jedoch nicht immer einfach. Nur das Datenblatt heranzuziehen und auf einzelne Aspekte der Spezifikation zu fokussieren, führt meistens auf den falschen Weg. Temperaturkoeffizient, Verlustleistung, innerer Wärmewiderstand und damit verbundene Eigenerwärmung, Langzeitstabilität nehmen großen Einfluss auf die Messgenauigkeit.

Für die Änderung eines Widerstandes unter Belastung gilt:

dR = R0 · Tk · d(Text + Tint) + dR(t)

Diese Änderung sollte bei einem Präzisionsshunt natürlich möglichst nahe bei Null, zumindest aber deutlich unter der Toleranzgrenze liegen. Der letzte Term dR(t) beschreibt die irreversible Änderung des Widerstandswertes aufgrund zeitlich langsamer Prozesse (Drift), wie sie durch Alterung unter normaler Belastung entstehen. Dieser Anteil an der Widerstandsänderung kann durch eine geeignete Materialauswahl und dessen Vorbehandlung minimiert werden.

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