電流計測がわかる！　PSAシリーズのメリット

抵抗に電流が流れると、オームの法則より抵抗両端に電圧が発生します。
この抵抗両端にかかる電圧を測定し、電流値に換算します。
電流計測に使用される抵抗 を シャント抵抗 と呼びます。


 



電流計測器の設置場所で、測定方法が異なります。

ローサイド計測 ハイサイド計測
計測対象回路 - GND(0V) 間に、電流計測器を設置 電源 - 計測対象回路 間に、電流計測器を設置


■電流計測器が、GND と計測対象回路の間にあるため、
回路が GND から浮いてしまう。
■計測対象回路内の故障などで、GNDと電源が短絡した場合、
電流計測器に電流が流れないため、短絡したことがわからない。

■計測対象回路の基準をGNDにできるが、計測器はGNDから
浮くのでノイズの影響を受けやすい。
■計測対象回路内の故障などで、GNDと電源が短絡した場合でも
短絡検知ができてアラームを出せる。

PSAシリーズは、ハイサイド計測／ローサイド計測の両方に対応しています。

 

電流計測に使われる抵抗（シャント抵抗）に電流が流れると、抵抗自身が電力を消費します。
スマートフォンやウエアラブル機器といった低駆動電圧製品(3.3V / 1.2Vなど)や、大電流を
精度良く測定するには、低抵抗や大電力（大電流）への対応が必要になります。

例１：電源3.3Vで電流1Aを流す場合、シャント抵抗値が1Ωとしたら…

計測対象の回路への供給電圧
＝電源電圧-シャント抵抗間の電圧
＝3.3V-1V
＝2.3V

回路の供給電圧が2.3Vになってしまい、
これでは正常に回路が動作するかわかりません。
ですので、シャント抵抗は低い抵抗値のものを使用します。

シャント抵抗が0.04Ωなら
3.3V-（1A×0.04)=3.26V
損失が少なく、これなら大丈夫！

 


シャント抵抗について　その2

電流計測において、もう一つ大事なパラメータは電力損失です。
先ほどの例と同様に、電源3.3Vで電流1Aを流し、シャント抵抗値1Ωの場合の電力損失を計算してみます。
電力(W)＝I(電流)×I(電流)×R(抵抗)

例2：電源3.3Vで電流1Aを流す場合、シャント抵抗値が1Ωとしたら…

シャント抵抗の電力損失(W)
＝1A×1A×1Ω
＝1W

電力損失＝発熱量になります。
抵抗など電子部品は熱で特性値が変化しますので、
電力損失が多いとその分、計測誤差にもつながります。

シャント抵抗が0.04Ωなら、電力損失は
W=1A×1A×0.04＝0.04W
損失が少なく、発熱量も少ない！

 

 



ココリサーチが開発したPSAシリーズは上記のような電圧損失、電力損失を極力小さくできるよう、
他社様と比べ小さな入力抵抗（シャント抵抗）を採用しています。
また、入力および出力分解能も16bitと高分解能です。

 

■±2A測定レンジ製品での比較

社名
 型式
 計測範囲
 シャント抵抗
 入力過負荷
ココリサーチ
 PSA-2401U2D3
 ±2.0000A
 約 40mΩ
 ±3A
他社様参考値
 －－－－－－
 ±1999.9mA
 約100ｍΩ
 ±3A

 

 

■±20ｍA測定レンジ製品での比較

社名
 型式
 計測範囲
 シャント抵抗
 入力過負荷
ココリサーチ
 PSA-2401U2D1
 ±20.000mA
 約 1Ω
 ±3A
他社様参考値
 －－－－－－
 ±20mA
 約10Ω
 ±50mA

 

 

測定値をどれだけ細かく測定し、出力できるかは、大事なパラメータです。
計測されたアナログ信号は、計測器の内部でデジタルデータに変換されますが、
その際、どれだけ細かくデジタル化できるかが入力分解能です。
PSAシリーズは、入出力とも分解能16bitですので、細かく測定・出力できます。
16bitとは、2の16乗という意味です。（2＾16＝65535カウント）

 

例：±2Aレンジでの入力分解能の細かさ比較

分解能(bit)
 データ数
 最小計測値
 単位
10
 2^10 = 1024
 3.906250
 mA
12
 2^12 = 4096
 0.976563
13
 2^13 = 8192
 0.488281
16
 2^16 = 65536
 0.061035

例：±10Vアナログ出力での出力電圧の細かさ比較

分解能(bit)
 データ数
 最小計測値
 単位
10
 2^10 = 1024
 19.531250
 mV
12
 2^12 = 4096
 4.882813
13
 2^13 = 8192
 2.441406
16
 2^16 = 65536
 0.305176

 

13bit = 8192  vs 16bit = 65536
16bitは、13bitの8倍細かく計測できる


 

■低シャント抵抗

　→　損失が少なく、低電圧から高電圧製品まで幅広く計測可能。

　→　自己損失による温度誤差を、極力小さくできるよう設計。

　→　高負荷耐圧で故障しにくい設計。

　→　F/Vコンバータで蓄積されたアナログ技術（ノイズ除去技術）を搭載。

　　　＊自動車会社様にて評価を行い、動作検証済です。

 

■16bitの高分解能

　→　細かく計測し、細かく出力が可能。

　→　細かく・正確に計測ができるよう、F/Vコンバータで培ったアナログ技術（ノイズ除去技術）を搭載。

 

アプリケーション

→アプリケーション一覧はこちら
ソレノイドバルブのPWM駆動電流の
リアルタイム計測
 リチウムイオン充電池の
CCCV充電電流の計測・管理
健康機器の微小電流リークテスタ
バーンイン試験装置への組込

 

製品紹介

各製品共通の特長
・ソレノイドバルブ(比例制御弁)PWM電流のリアルタイム計測や、フィードバック制御に好適
・シャント抵抗40mΩ以下なので低損失、充電電流評価にも最適

 

関連ページリンク 製品 ポイント 概要
製品ページ PSA-2401

24ｘ48サイズ直流電流計。
1ms更新の、16bitアナログ出力とCAN出力が同時出力可能。
USBで給電/ロギング/設定が可能な「LINKSHIP」対応製品。
製品ページ PSA-4801

48ｘ96サイズ直流電流計。
1ms更新の、16bitアナログ出力とCAN出力が同時出力可能。
USBでロギング/設定が可能な「LINKSHIP」対応製品。
製品ページ
PSAL-2401

24ｘ48サイズ直流電流計。
40ms更新の、16bitアナログ出力とCAN出力が同時出力可能。
USBで給電/ロギング/設定が可能な「LINKSHIP」対応製品。

 

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