一文让你了解作为一个电流感应电阻并不是那么简单

作为一个电流感应电阻，就没有那么简单了。通过测量已知电阻器的电压来确定电流的基本函数（I = V / R，欧姆定律，见图 1）非常重要。怎样才能变得更简单？

原则上，借助电阻（“R”）和相应的电压降（“V”，从 B 到 c）测量电流（I，a 到 d）非常简单，但是有一些小问题承认。当电流很大，电阻值在100mΩ以下时，应采用四线高阻抗开尔文感应检测法。

因此，事情并不像看起来那么简单。第一个问题是电阻值。一方面，较大的电阻值会增加电阻压降。为了提高信噪比和分辨率精度，测量尺度也应该变大。但压降越大，功耗越大，可能会影响整个电路的稳定性，因为电源和负载之间的闲置电阻过多，导致电阻发热量增加.因此，电阻越低，效果越好。在实际应用中，很多设计人员会以100mV的最大电阻压降为中点。无论选择什么阻值，发热都是不可避免的问题，特别是对于有多个放大器的电路，虽然它们的阻值很小，但通常只有几毫欧，这是不可避免的。电流通过的过程中会产生不同程度的发热。

这是不容忽视的事实。第一个问题是发热会降低电阻的可靠性，频繁开关的影响最严重。这是一个合理且长期存在的问题。第二个也是最直接的问题是加热会改变感应电阻本身的阻值，导致电流值不准确。

我们需要做什么？除非你的电流值在毫安或微安的范围内，否则加热的影响很小并且可以接受，但对于其他情况，负责任的设计人员必须使用供应商提供的TCR（电阻温度系数）数据。需要说明的是，这可能是一个迭代过程。考虑到电阻的变化可能会影响电流（取决于驱动部分），进而会影响电阻的发热、电阻值等！

TCR是一个不容忽视的小参数。其单位为ppm/℃（温度变化引起的电阻值每℃变化百万分之几）。 1%普通电阻的TCR系数在几千ppm/°C范围内。整体电阻值的变化与电阻的材质、实际功率和物理尺寸有关。好在供应商提供的特殊精密金属箔电阻的TCR系数很低。

他们之所以能做到这一点，是因为他们使用了由铜、锰等元素组成的合金材料，以确保非常低的 TCR 系数。例如，一个产品是50 m Ω和1%参数的器件，其TCR系数约为±200 ppm/°C。但也有低TCR系数的器件。对于需要非常精确测量的仪器应用，具有最低TCR系数的电阻也具有完整的电阻/温度特性曲线。这些曲线是抛物线，取决于合金混合物材料，对应一个非常复杂的计算公式。例如，将铜添加到合金混合物材料中。虽然它有很高的TCR系数（约4000ppm/°C），但这是为了提高整体散热效果，降低设备本身的发热能力。在高精度分析中必须考虑电阻的TCR系数。

当然，有些应用可能不需要很高的精度，粗略的精度就可以满足要求。对于某些应用，使用标准电阻是可以的，但许多其他情况确实需要合理的一致性和准确性。电阻的发热和TCR系数很容易使电流电流值异常异常。

因此，对于低 TCR 系数的器件，应严格确定物料清单 (BOM)。如果要使用低成本和高TCR系数的器件，则应经过设计团队的分析和批准。如果系统中使用了一系列错误的电流值——如电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）（集成大容量电池组）、光伏阵列（PV）和电机——一系列无法解释的可能会出现异常错误，导致性能和效率不合格，甚至潜在的危害。