实现大直流电流的精确测量

们在完全相同的地方形成。因此分流电阻的设计包括了在阻性材料的横截面上、或在单个并联阻性部分和每个部分内部之间平均分配电流的方法。

　　这正是大多数较高精度的分流电阻由三个不同部分组成的原因：两个区域是端子，用于接入电路(几乎总是用厚的高导电率材料做成，比如铜)，另外一个区或多个并联区组成了分流电阻的大部分。两个端子区之间用电阻段或使用焊接或冶金工艺的段进行连接，具有非常均匀的接缝。

　　精密分流电阻的阻性部分(也称为有效部分)材料必须具有对温度依赖性低的阻抗特性。由于具有合适的电阻和低温电阻系数(TCR)，用于精密分流电阻的最常见合金之一是Edward Weston(因开发出电化学电池-韦斯顿电池而出名)于1892年开发的锰铜。

　　分流电阻中的散热

　　电阻散发的热量正比于电流的平方和电阻(W = I2 × R)。举例来说，一个1mΩ的分流电阻在流经50A电流时的功耗为2.5W，这个功耗在有适中散热器和静止空气条件下是一个可控的值。相反，当电流为1kA时，同样这个分流电阻将耗散1kW的热量，这个热量需要很大物理尺寸并且可能强制风冷(或液冷)的装置。

　　图3:分流电阻中散发的热量与电阻和电流之间的关系。

　　图4:分流电阻中散发的热量与满刻度输出电压和电流的关系。

　　从上面的图中应该可以清楚地看到，在给定电流条件下减少分流电阻中散发热量的唯一方法是减小其电阻。然而，这也会降低分流电阻上测得的电压值，信号将变得对分流电阻和检测电路中引起的误差更加敏感，从而在小电流情况下导致精度的劣化。

　　分流测量方法中的误差源

　　高的工作温度和分流电阻中的温差将对增益和偏移误差产生负面影响。对于基于分流的测量系统而言，不仅环境温度起作用，而且测量的电流本身也会起作用，因为大电流会加热分流电阻。

　　虽然分流元件的电阻(有效)部分是用低TCR的材料做的，但高的工作温度将不可避免地促进阻值偏离校准值，无论这个变化有多小。这将产生灵敏度(增益)误差。

　　由于分流电阻结构中使用了不同的材料(也就是说，连接端子和检测导线的材料一般不同于分流电阻的阻值部分材料)，存在所谓的热电误差(比如塞贝克效应)，它会影响偏移误差(当实际电流为零时报告有电流读数)。由于分流电阻的散热效应可以测量，并且能够用一种可预测的方式进行表达，一些基于分流电阻的系统可以补偿导致偏移和增益误差的分流电阻热效应。在任何情况下，当设计一个如图1(典型的现代电流测量系统的信号链)所示的基于分流电阻的电流测量系统时，需要仔细选择能够提供最小误差和漂移的元件。

　　选择正确的测量方法

　　对于测量大的直流电流来说，最基本的问题是测量精度和成本。其它重要的考虑因素包括：工作环境(尤其是温度范围)，功耗，尺寸和耐用性(考虑可能的过载，瞬变和无激励工作)。为了判断任一给定方法的测量精度，考虑在所有相关的极端工作条件下所有可能的误差源很重要。

　　表1:电流分压器的比较。