- Shunt de courant, principe de mesure et caractéristiques

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- Effet thermoélectrique : Le maintien d'une température homogène autour des résistances de précision fait partie intégrante du maintien de la stabilité d'un circuit. Les fluctuations de température autour d'une résistance peuvent provoquer des erreurs de mesure.

La relation entre la variation de température et de résistance, lié à l'auto-échauffement, est un phénomène bien connu.

Par contre, l'effet thermoélectrique, générant une tension à partir du gradient de température dans un circuit, est moins connu.

La FEM thermique, également connue sous le nom d'effet Seebeck, se produit lorsque deux matériaux différents, fonctionnant à des températures différentes, sont assemblés. La différence de température entre les deux conducteurs provoque la production d'une tension ou FEM (force électromotrice thermique), qui peut être attribuée aux électrons circulant du matériau chaud vers le plus froid.
La tension résultante dépend des matériaux assemblés et peut varier de quelques microvolts par degré à des dizaines de µV/°C.
Cet effet est fréquemment utilisé pour mesurer la température (thermocouple), mais indésirable pour la mesure de courant.

Cela conduit à l'introduction d'une tension continue dans le circuit de mesure non prévue. La plupart du temps, cette tension est trop faible pour avoir une incidence sur la mesure, mais dans les applications nécessitant une grande précision, avec un faible signal de sortie ou une dissipation thermique importante, le phénomène peut avoir un impact sur la classe de précision.

Il est donc important de réduire le gradient thermique autour des parties critiques du shunt. Pour éviter les FEM thermiques,

les fils et le corps de la résistance doivent être maintenus à la même température.

Ci-dessous les trois critères principaux à suivre pour limiter les effets thermoélectriques lors de la mise en œuvre d'un shunt :

1) Les shunts doivent de préférence être placées horizontalement.
2) Les shunts doivent être placées perpendiculairement à tous les composants générant de la chaleur.
3) S'il y a un ventilateur dans le système, le shunt doit être placé perpendiculairement au flux d'air.

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- Courant maximum / capacité de charge : La chaleur générée dans l'élément résistif doit être efficacement dissipée par les bornes de raccordement, qui ont une conductivité et une capacité thermique élevées. Les bornes en cuivre massif assurent une densité de courant et une distribution de chaleur uniformes dans l'élément résistif. Il en résulte une faible résistance thermique interne, ce qui évite les points chauds et permet d'obtenir une capacité de charge impulsionnelle élevée à pleine puissance. En raison de ces propriétés, les shunts peuvent supporter une charge élevée jusqu'à des températures de bornes importantes, repoussant la courbe de déclassement en puissance.​

Le courant maximum dans un shunt est essentiellement limité par la puissance dissipée et donc la température maximum admissible par l'élément résistif. (145°C pour le manganin, avant dégradation des caractéristiques)

Les shunts qui n'ont pas besoin d'un fonctionnement permanent et qui ne sont exposés qu'à des impulsions intermittentes peuvent fonctionner à des niveaux supérieurs à leur courant nominal pendant de courtes périodes.

De nombreuses variables entrent en considération telle que la température ambiante, la section des conducteurs porteurs de courant, la conductivité thermique, la ventilation, la durée d'impulsion, le rapport cyclique de l'impulsion (cycle de fonctionnement)  calculer les valeurs exactes est complexe, chaque shunt devra être validé au cas par cas. SensiLec peut répondre à vos besoins spécifiques et vous proposer un modèle approprié à votre application. (à titre d'exemple, pour un shunt standard utilisé à 500% du courant nominal, l'impulsion ne doit pas dépasser 3 secondes, et le rapport cyclique doit rester inférieur à 5%) ​ ​

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Performance typique d'un shunt en température