Ein Shunt ist ein präzisionsgefertigter Messwiderstand, der zur indirekten Messung elektrischer Ströme verwendet wird. Statt den Strom direkt zu erfassen, wird der Spannungsabfall gemessen, der beim Durchfluss des Stroms über einen definierten Widerstand entsteht. Mithilfe des Ohmschen Gesetzes kann aus dieser Spannung der tatsächliche Stromwert exakt berechnet werden.
Die Strommessung mittels Shunt gehört zu den am häufigsten eingesetzten Verfahren in der elektrischen Messtechnik, da sie präzise, zuverlässig und vergleichsweise einfach umzusetzen ist.
Wie funktioniert ein Shunt?
Wird ein Shunt-Widerstand in Reihe zu einem Verbraucher geschaltet, fließt der gesamte Strom durch diesen Widerstand. Dabei entsteht ein kleiner Spannungsabfall, der proportional zur Stromstärke ist.
Die Berechnung erfolgt nach dem Ohmschen Gesetz:
U = R × I
Dabei gilt:
- U = Spannungsabfall am Shunt
- R = Widerstandswert des Shunts
- I = Stromstärke
Misst ein Messsystem die Spannung über dem Shunt, kann daraus automatisch der zugehörige Stromwert berechnet werden.
Beispiel
Ein Shunt mit einem Widerstand von 0,1 Ω erzeugt bei einem Strom von 10 A einen Spannungsabfall von:
0,1 Ω × 10 A = 1 V
Wird diese Spannung gemessen, kann das Messsystem daraus den Strom von 10 A ermitteln.
Vorteile der Strommessung mit Shunt
Shunt-Widerstände bieten zahlreiche Vorteile:
- Hohe Messgenauigkeit
- Einfache Integration in bestehende Systeme
- Geringe Kosten
- Hohe Langzeitstabilität
- Geeignet für Gleich- und Wechselstromanwendungen
- Große Messbereiche durch unterschiedliche Shunt-Ausführungen
- Schnelle und präzise Signalverarbeitung
Deshalb werden Shunts in Laboren, Prüfständen, Energieüberwachungssystemen, Batterietests und industriellen Messanlagen eingesetzt.
Shunts in der Mess- und Prüftechnik
In modernen Messanwendungen werden häufig Ströme von wenigen Milliampere bis hin zu mehreren Tausend Ampere erfasst. Die Auswahl des passenden Shunts hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab:
- Messbereich
- Genauigkeitsanforderung
- Verlustleistung
- Temperaturverhalten
- Umgebungsbedingungen
- Dynamik des Messsignals
Für präzise Messergebnisse müssen Shunt-Widerstände einen exakt bekannten Widerstandswert besitzen und möglichst geringe Temperaturabhängigkeiten aufweisen.
Shunt-Messung mit Delphin Messdatenerfassung
Die Messdatenerfassungs- und Datenlogger-Systeme von Delphin Technology ermöglichen die präzise Erfassung von Stromsignalen über Shunt-Widerstände. Anwender können entsprechend ihrer Messaufgabe geeignete externe Shunts auswählen und in den Messaufbau integrieren. Die Geräte erfassen den Spannungsabfall hochpräzise und berechnen daraus automatisch den zugehörigen Stromwert. Darüber hinaus unterstützen die Delphin-Systeme die gleichzeitige Erfassung weiterer Messgrößen wie Spannung, Temperatur, Frequenz, Schwingung oder Prozesssignale, wodurch komplexe Prüf- und Überwachungsaufgaben effizient umgesetzt werden können.
Durch die Kombination aus flexibler Sensoranbindung, leistungsfähiger Messtechnik-Hardware und umfassender Analysesoftware lassen sich Strommessungen zuverlässig visualisieren, speichern und auswerten. [delphin.de], [delphin.de]
Typische Einsatzbereiche von Shunts
- Energie- und Lastanalysen
- Strom- und Leistungsüberwachung
- Batterietests und Energiespeichersysteme
- Prüfstände
- Netzteilentwicklung
- Anlagenüberwachung
- Elektromobilität
- Industrielle Automatisierung
- Forschung und Entwicklung