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淺析分流器采樣精度的阻值因素簡(jiǎn)述

來(lái)源:上海上儀公司作者:上海上自儀公司網(wǎng)址:http://www.shzy4.com
文章附圖

        還有十幾天2020年就過(guò)去了,感覺(jué)今年過(guò)得特別快,自己也特別地忙,單說(shuō)公眾號(hào)就更新了將近40篇,對(duì)于我來(lái)講挺不容易的,給自己點(diǎn)個(gè)贊了;同時(shí)也希望某一篇發(fā)文對(duì)大家實(shí)際工作有些幫助。

把上文收尾一下,介紹影響分流器采樣精度的阻值因素。分流器的初始阻值偏差:電阻的初始阻值偏差,這個(gè)大家熟悉,像常用的厚膜電阻(例如0603封裝)一般精度為1%或5%,它是指在常溫下的阻值偏差,出廠后初始阻值偏差就固定了,例如標(biāo)稱阻值為100Ω的電阻,常溫下實(shí)際測(cè)量為101Ω,初始偏差為1%。這里插一句,關(guān)于電阻精度,規(guī)格書(shū)中一般會(huì)給一個(gè)精度,其實(shí)這個(gè)是初始的偏差,或者是狹義的精度;而實(shí)際電阻阻值會(huì)受到許多因素的影響,例如下圖(來(lái)自KOA官網(wǎng))中各個(gè)測(cè)試項(xiàng)目,把這些影響因素都考慮進(jìn)來(lái)后才是真正廣義上面的精度概念。

對(duì)于分流器來(lái)講,當(dāng)然初始偏差越小越好,但是初始偏差可以通過(guò)標(biāo)定來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償,所以分流器的初始精度不需要特別高;某一款分流器的初始偏差如下(下圖來(lái)自ISA)。

電阻溫度系數(shù)TCR:電阻溫度系數(shù)(temperature coefficient of resistance),表示當(dāng)溫度改變1℃時(shí),電阻阻值的相對(duì)變化,單位為ppm/℃或ppm/K;電阻阻值不是一個(gè)常量,它隨著溫度變化而變化,即溫度漂移,TCR就是用來(lái)描述溫漂程度的一個(gè)量。但是由于TCR是非線性的,為了更加明確溫漂的量值,通常采用平均TCR,其計(jì)算公式如下(圖片來(lái)源于KOA);T0通常選取25℃(也有選取20℃),而T可正可負(fù)。

某一款分流器的TCR曲線如下圖(來(lái)自于BOURNS),它根據(jù)最大平均TCR(50ppm/K),畫(huà)出了兩條直線,實(shí)際的分流器TCR就在兩條直線之間變化。

參見(jiàn)某一型號(hào)的分流器規(guī)格書(shū)如下(來(lái)自于BOURNS官網(wǎng)),它又包括了兩部分,一個(gè)是電阻合金的,另外一個(gè)是采樣點(diǎn)的;我們發(fā)現(xiàn)采樣點(diǎn)的TCR要比合金大很多,這是因?yàn)椴蓸狱c(diǎn)處包含合金、焊接點(diǎn)和小部分銅,是三者綜合在一起后的TCR。

不幸的是,我們使用分流器時(shí),真實(shí)的TCR是就是采樣點(diǎn)處的;所以通常為了修正TCR的影響,我們也會(huì)使用標(biāo)定的方法,將TCR的曲線提前獲取并補(bǔ)償?shù)綄?shí)際的計(jì)算中。分流器發(fā)熱問(wèn)題:為了降低溫漂等負(fù)面影響,直接措施就是增加散熱、選取功率大的分流器;除此之外,有些因素也不能忽略。例如分流器與銅排之間的接觸電阻也會(huì)影響熱量的積累(圖片來(lái)自于睿思官網(wǎng));這個(gè)接觸電阻與安裝扭矩有關(guān),一般在一定范圍內(nèi),扭矩越大,接觸電阻就越??;另外還與分流器表面的鍍層有關(guān),鍍錫相比鍍鎳、OSP來(lái)講,接觸阻抗會(huì)小些。

另外補(bǔ)充一點(diǎn),前文介紹過(guò)EMF的機(jī)理,理論上講EMF越小越好;這里談到了發(fā)熱問(wèn)題,就把EMF對(duì)分流器的真實(shí)影響再總結(jié)下:真實(shí)的分流器大家知道,是銅-合金-銅三者的結(jié)合,那么其實(shí)在分流器上會(huì)同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)熱電勢(shì),而且方向相反。

如果分流器兩端的溫度一致,那么這兩個(gè)熱電勢(shì)會(huì)抵消掉,這樣EMF就不會(huì)有影響;但如果分流器兩端的溫度有差異,那么兩個(gè)熱電勢(shì)抵消后就不為0V,就會(huì)疊加到合金的壓降上面;原理見(jiàn)下圖(圖片來(lái)自于上海上儀公司官網(wǎng))。

總結(jié):BMS中應(yīng)用的電阻傳感器,一個(gè)是NTC,另外一個(gè)就是分流器,目前都已經(jīng)把基礎(chǔ)的知識(shí)總結(jié)過(guò)了;對(duì)比一下,二者有一些有趣的差異,例如NTC中就沒(méi)有用TCR,而是用B值,因?yàn)榫褪切枰柚底兓?;以上所有,僅供參考。



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