進行電流測量最明顯的方法是斷開電路，并在電路中串聯(lián)傳感器或測量設備。

這并不總是方便或可行的，通常使用電流檢測電阻器是更好的選擇，可以在不過度影響電路的情況下進行電流測量。

使用電流檢測電阻器時，需要遵守許多概念和注意事項。

通常，電流檢測電阻器是低值的，并且根據(jù)電路的不同，它們可能需要是高功率額定電阻器。

電流檢測電阻器也可以集成到實際的電氣或電子電路設計中，以便可以偶爾讀取讀數(shù)，也可以作為內(nèi)置監(jiān)控系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)可能是電路操作的一個組成部分。

在電子電路設計中內(nèi)置電流檢測電阻器可能需要更多的電子元件，但在提供的功能等方面可以節(jié)省成本。

測量電流的傳統(tǒng)方法是將電流表放在電路中，并用它來測量流過它的電流。

這是測量電流最明顯的方法，并且已經(jīng)使用了很多年 - 這是萬用表設計用于測量電流的方式。

如何使用萬用表測量電流

這種電流測量方法的缺點是測量設備，通常是數(shù)字萬用表，實際上需要在電路中。由于通常使用的長引線，電路中有一個萬用表，所有電流都流過它，也會導致電路出現(xiàn)其他問題，特別是對于大電流或承載射頻的電路。

在設計需要連續(xù)或定期測量或檢測電流的電子電路時，為了克服這些問題，測量電路中永久存在的檢測電阻兩端的電流要方便得多。

使用永久在線檢測電阻器有兩種方法，即使用串聯(lián)電阻器方法和分流電阻器方法：

? 串聯(lián)電阻：

串聯(lián)電阻方法要求所有電流都通過串聯(lián)電阻，然后測量串聯(lián)電阻兩端的電壓。

電路中的所有電流都流過串聯(lián)電流檢測電阻器。

電流檢測電阻器的串聯(lián)配置

使用串聯(lián)電流檢測電阻器，測量電阻器兩端的電壓，并將其轉換為知道電阻器值的電流。

知道串聯(lián)電阻的電阻和電壓，就是一個簡單的歐姆定律計算來確定電流。

其中：

I = 流過電阻器的電流（以安培為單位），V = 電阻器兩端的電位差（以伏特為單位），

R = 以歐姆為單位的檢測電阻值。

當施加電壓表時，這種電流檢測方法不會改變電路條件，盡管檢測電阻器本身會改變。如果存在射頻，可以使用串聯(lián)扼流圈和電阻器將電壓表的線路隔離到射頻，也可以使用串聯(lián)扼流圈和/或電阻器與電路隔離，也可以使用去耦電容器。如果需要，這些可以內(nèi)置到實際電路中。

如今，串聯(lián)電阻方法在測試系統(tǒng)中的應用越來越廣泛，因為它比直接測量電流更容易測量電壓，并且串聯(lián)電流檢測電阻技術也更容易采用。

? 分流電阻：

在分流電阻方法中使用電流檢測電阻時，只有部分電流流過檢測電阻，而已知的比率流過電流表或其他形式的電流檢測電路。對于分流電阻器，測量設備需要測量的是電流的測量。

電流檢測電阻器的分流配置

為了使這種方法能夠令人滿意地工作，有必要知道分流檢測電阻的電阻以及電流表的電阻。然后很容易計算出整體電流。為了便于計算，可以將分流檢測電阻器與電流表的電阻比設為流過每個支路的電流為10：1或100：1等。

這種方法可能意味著電路工作條件發(fā)生了一些變化，但如果有足夠小比例的電流流過電流表，則可以忽略這一點。但是，必須準確知道電流表的電阻，并且必須在電路中內(nèi)置射頻等的任何去耦，并在計算中容納其電阻。

分流電阻器方法是在模擬萬用表內(nèi)部使用的方法。在這里，不同的分流電阻器可以切換到萬用表電路中以提供不同的量程。

這兩種方法都需要在電路中適當放置一個電阻器，以便測量電流。

在這兩種方法中，串聯(lián)電阻方法是迄今為止使用最廣泛的方法，因為電壓通常比電流更容易檢測。

在設計使用電流檢測電阻的電路時，在設計過程中必須考慮其影響。

電流檢測電阻器應用

提供電流檢測的電阻器可用于各種電路。它們提供了一種非常簡單的電流測量方法，無需中斷電路。測量設備可以簡單地放置在檢測電阻器上并獲取讀數(shù)。

電流檢測電阻器的應用范圍廣泛，從小型電子電路（包括射頻電路）到大電流應用（包括電動汽車）。

這種電流測量方法通常用于電動汽車中，以監(jiān)測電機電流，甚至應用反饋以確保對電機施加最佳電流。

它也可以用于電池組，尤其是鋰離子電池組，其中電池管理是關鍵，需要監(jiān)控充電和放電電流。

它還可用于一般電氣或電子電路設計中，以便于監(jiān)控電路的電流以用于測試目的，或作為電路一般操作的一部分。

對電流檢測電阻器的要求

電流檢測電阻器本質上與其他形式的電阻器相同，盡管有一些特性意味著某些電阻器是專門為電流檢測而制造的。

在大多數(shù)情況下，電流檢測電阻器將具有準確已知的低電阻，以及高額定電流和功率耗散，因此它可以處理可能需要通過它的高電平電流。

無論電流檢測電阻器在何種應用中，基本原理都相同。這些需要納入基本的電氣或電子電路設計中。

? 電阻值

電阻值需要仔細平衡。一方面，電阻器通常需要具有較低的值，以便對電路的影響最小。低值也會降低功耗水平，并且由于某些檢測電阻被放置在高電流路徑中，這可能是一個重大問題。

但是，如果該值較低，則電阻兩端產(chǎn)生的電壓明顯較小。這可能會在測量電壓時引起一些問題。噪音可能是一個問題，尤其是在可能有大量電活動等的環(huán)境中。

除了標準 E24 值外，用于電流檢測應用的電阻器通常提供高達 1 歐姆的整數(shù)毫歐值，然后以高于此值的 5 毫歐的倍數(shù)提供。

?寬容

電阻的容差自然非常重要。電流檢測電阻值的誤差自然會反映在讀數(shù)的精度上。對于一些精度很重要的應用，可以使用精度水平遠高于 1% 的電阻器。對于精度不那么重要的其他應用，1%可能完全足夠。

? 額定功率

對于某些使用電流檢測的電路，額定功率可能不是一個主要問題，但在所有情況下，這都應該是一個真正的考慮因素。功率將相當于 I2R.因此，對于存在大電流的電氣和電子設計，需要適應電阻器的功率耗散能力。

許多電阻器更大，并且能夠帶走熱量。有些甚至可以安裝在散熱器上。

在計算散熱時，需要考慮瞬態(tài)電流水平。電機具有較高的啟動電流和低得多的運行電流，因此電流檢測電阻器需要能夠處理這種情況。

此外，當電流檢測電阻器安裝在印刷電路板上時， PCB，它們可以運行得非常熱。應計算電阻器的預期運行溫度，因為已知它會損壞PCB或斷開焊點。

同樣，PCB布局需要適應計算出的散熱。

? 溫度系數(shù)或電阻，TCR

電阻器的溫度系數(shù)自然非常重要。特別是對于大電流情況和系統(tǒng)，電阻器內(nèi)部的功率耗散會導致溫度發(fā)生明顯變化，而對于電阻溫度系數(shù)較差的電阻器，這可能會導致讀數(shù)出現(xiàn)較大誤差。

對于用于電流檢測的各種電路設計中使用的電阻器，電阻的溫度系數(shù)應盡可能低。專為電流檢測應用設計的電阻器將具有較低的 TCR。

在任何情況下，它總是在計算預期的功率耗散以及溫度上升，從而計算電阻的變化。

降低電流檢測電阻的電阻將有助于降低電阻溫度系數(shù)的影響，因為功耗會更小，因此溫度上升會更小。與此相反，它將降低要測量的電壓。

? 電阻器結構和封裝

電阻器結構和封裝非常重要。封裝之所以重要，不僅因為它需要符合所涉及的結構技術 - 表面貼裝或引線，而且電阻元件本身的結構也需要符合整個設備的結構以及隨之而來的要求。

電流檢測電阻器常用有兩種技術：

厚膜電阻：對于尺寸可能很重要的低電流應用，通常采用厚膜式電阻器。這是用于表面貼裝電阻器的技術，實際上標準表面貼裝電阻器也可以起訴。需要注意的要點是，它們沒有非常高的功率耗散和額定電流，因此這些電子元件往往用于較低功率的電路設計。

表面貼裝電阻橫截面

從電阻器的橫截面可以看出，它在陶瓷基座上有一層導電膜。這種導電膜經(jīng)過量身定制，可提供所需的電阻。導電膜的上表面被覆蓋，以防止污染物進入導電膜并改變電阻。兩端都有觸點，用于焊接到印刷電路板上。

金屬板結構：這些類型的檢測電阻器比其他類型的電阻器更昂貴。它們由金屬板結構組成，該結構使用金屬合金作為電阻元件，并將其直接焊接到接觸電極上。

電流檢測電阻器 - 金屬合金或金屬板結構

這種性質的金屬合金在其功耗能力和熱特性方面提供了非常高的性能水平。

盡管檢測電阻器主要有兩種類型，但它們?nèi)匀豢梢圆捎酶鞣N封裝，因此可以為特定電路設計選擇合適的封裝。

? 熱電動勢

另一個需要考慮的問題是可能產(chǎn)生的熱電動勢。隨著電阻元件中出現(xiàn)溫度上升和異種金屬的存在，會產(chǎn)生熱電動勢。

盡管這些 EMF 可能很小，但如果檢測電阻兩端的電壓很小，以確保電路不會受到太大干擾或減少散熱，它們?nèi)匀粫苊黠@。

在選擇電阻器時必須小心，并確保溫度上升足夠小，以便可以減少熱電動勢，并希望忽略熱電動勢。檢測電阻的規(guī)格和電路設計應從熱電動勢的角度考慮。

?電感

在某些情況下，高電流電平和低信號電壓的組合使得電流檢測電阻電路特別容易受到電感誤差的影響。同樣，電路設計和電阻器規(guī)格必須預料到這些影響。

電流檢測電阻器是常見的電子電路元件，用于許多應用和電路設計中，在這些應用和電路設計中，無論是在高功率電氣系統(tǒng)還是低功率電子電路設計和系統(tǒng)中，都需要監(jiān)控電流水平。

合適的電子元件可用于可能遇到的所有不同系統(tǒng)和電路，但需要仔細選擇以確保包含正確的元件。

審核編輯：黃飛