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EDA/SW/T&M 59 - ELETTRONICA OGGI 490 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2020 POWER ANALISYS circolare attraverso una resistenza (shunt). Questo si- stema può presentare alcune criticità, quali: – Quando la corrente passa attraverso la resistenza dello shunt, può verificarsi l’effetto Joule ( per ulteriori dettagli si veda il Riquadro relativo ). Oltre alla perdita attribuibile al calore, il riscaldamento modificherà il valore della resistenza stessa, che peggiorerà ulterior- mente la precisione di misura. – Per limitare questo riscaldamento, si dovrebbe uti- lizzare uno shunt con un basso valore di resistenza. Tuttavia, quando uno shunt con un basso valore di re- sistenza viene utilizzato per misurare una grande cor- rente, anche leggere componenti induttive non pos- sono essere ignorate in quanto possono degradare le caratteristiche della frequenza. – Ciascuno di questi svantaggi peggiora notevolmen- te precisione di misura di corrente e potenza, sugge- rendo particolare cautela quando si misurano correnti elevate. Metodo tramite sensore di corrente Il metodo del sensore corrente è un metodo di misura in cui i cavi dell’oggetto in prova vengono abbracciati dal sensore di corrente e dove il segnale di uscita (cor- rente o tensione) dal sensore viene trasmesso all’ana- lizzatore di potenza. Il metodo del sensore di corrente può essere utilizzato per misurare un oggetto nel suo stato di funzionamen- to. Inoltre, la quasi totale mancanza di autoriscalda- mento durante la misura di grandi correnti, garantisce la precisione della misura. Il metodo del sensore di corrente è qualitativamente migliore del collegamento diretto, in particolar modo nella misura di correnti di circa 5A o superiori, con un alto grado di precisione, ed è generalmente il più diffuso nel campo dell’elettronica di potenza. La figura 2 illustra l’intervallo approssimativo dei va- lori di corrente, che può essere misurato con un alto grado di precisione e la relativa banda di frequenza associata, sia per il metodo di connessione diretta sia per il metodo con sensore di corrente. Si tenga presente che solo perché un valore cade al di fuori dell’intervallo mostrato in figura non neces- sariamente significa che non possa essere misurato utilizzando il metodo in questione. Misura della potenza ad alta precisione utilizzando il metodo del sensore di corrente Come descritto sopra, quando si misurano correnti superiori a 5 A è generalmente preferito l’utilizzo del metodo con il sensore di corrente. Mentre il metodo del sensore non soffre degli stessi svantaggi del meto- do di collegamento diretto, ci sono comunque alcune attenzioni che devono essere tenute presenti per misu- rare la corrente con un alto livello di precisione. Scelta di un sensore di corrente adatto La misura di potenza ad alta precisione e con eleva- ta riproducibilità, attraverso l’utilizzo del metodo con sensore di corrente, presuppone, ovviamente, l’attenta selezione di un sensore adatto. I criteri di scelta do- vrebbero tenere conto delle seguenti considerazioni: 1. Il valore di corrente nominale del sensore di corren- te deve essere appropriato per l’entità della corrente da misurare. 2. Tutte le componenti di frequenza della corrente da misurare devono rientrare nella banda di frequenza misurabile dal sensore di corrente. 3. Il sensore di corrente deve fornire un livello suffi- ciente di accuratezza della misura definita all’interno dell’intera banda di frequenza misurabile. 4. Tutti i fattori di errore (ad esempio rumore in usci- ta, caratteristiche di temperatura, effetti dovuti alla posizione del conduttore, effetti del campo magnetico esterno, effetti di magnetizzazione, effetti “common- mode” di tensione per il sensore di corrente) devono essere noti, definiti e di ampiezza sufficientemente contenuta. Per questi motivi è necessario porre adeguata atten- zione nella scelta di un sensore di corrente adatto alle misure che si intendono eseguire. In particolare, per quanto riguarda la considerazione 3, ampiezza e precisione di fase per la maggior parte dei sensori di corrente sono definiti solamente per le frequenze DC e 50/60 Hz e la precisione per le altre gamme di frequen- za viene fornita solo a scopo di riferimento. Poiché la precisione di misura non dipende unicamen- te dai sensori di corrente è importante sottolineare l’ovvio, ossia che anche l’analizzatore di potenza in uso deve avere un livello di prestazioni adatto. Per questo è necessario ottimizzare l’intero sistema di misura della potenza, in ogni sua porzione, compre- so il sensore di corrente. Anche qualora il sensore di corrente misurasse la corrente oggetto di test con un grado di precisione eccezionalmente alto, sarà impos- sibile misurare la corrente con un simile grado di pre- cisione se il segnale di uscita del sensore si degrada prima di raggiungere l’analizzatore di potenza. Fig. 2 –Metodo di connessione diretta emetodo con sensore di corrente: intervalli approssimativi di valori di corrente e banda di frequenza che possono essere misurate con elevata precisione (L’esclusione dagli intervalli mostrati nella figura non significa necessariamente che un valore non possa essere misurato)