En muchos casos, el sistema de medición actual en un medidor de energía inteligente requiere resistencias de derivación funcionar. Estas derivaciones se utilizan para desviar la corriente continua que pasa a través del medidor para extender el rango del instrumento y entregar una salida de milivoltios (a un medidor o instrumentos de milivoltios estándar) en proporción a la corriente que fluye a través de la derivación. Esto permite que la derivación se use en aplicaciones donde puede que no sea factible o seguro instalar barras colectoras de cobre desde el circuito que transporta la corriente que se mide hasta el panel de medición o el tablero de distribución.

Un desafío común con las derivaciones de energía inteligentes es que requieren una tolerancia de resistencia extremadamente alta, generalmente hasta el 5%. Este es el resultado del propio material de aleación Manganin y su sensibilidad inherente a las fluctuaciones de temperatura en su valor de resistencia general. Esta tolerancia se puede mitigar mediante la calibración y/o el uso de una derivación con compensación de temperatura; sin embargo, esto puede aumentar el costo total del medidor ensamblado y requiere software adicional.

Una alternativa a estas soluciones es recortar la resistencia de derivación. Esto se hace quitando una pequeña sección del elemento resistivo en el área donde los valores de resistencia son más críticos. Esto reduce la resistencia general de la derivación y mejora su capacidad para mantener un valor de resistencia estable en un rango de temperatura de funcionamiento más amplio; sin embargo, este proceso puede afectar negativamente a otros atributos clave de rendimiento, como el aumento de temperatura y la potencia nominal.

Para determinar si el recorte tuvo algún impacto negativo en el aumento de temperatura de una resistencia de derivación de manganina y su potencia nominal general, realizamos una serie de pruebas en dos muestras diferentes. Primero, se soldó un termopar tipo K por puntos a la cara posterior de cada derivación para medir el aumento de temperatura. Luego, las derivaciones se alimentaron hasta 4 W y se clasificaron para la cantidad de corriente que podían manejar durante un período de 24 horas. Se usó un método Kelvin de cuatro hilos para todas las mediciones de resistencia y los resultados se compararon con muestras no recortadas.

Los datos obtenidos muestran que, en promedio, las resistencias de derivación recortadas experimentaron un cambio de resistencia menor que sus contrapartes no recortadas a las mismas temperaturas de prueba. Esto se debió a una combinación de factores, incluida la oxidación inicial en la superficie de la aleación de manganina, que aumenta su resistencia, así como el recocido de impurezas y la reducción de la resistencia del límite de grano, lo que reduce la resistencia general del material.

Sin embargo, los resultados también mostraron que las resistencias de derivación recortadas sufrieron una mayor tasa de cambio en la resistencia durante las primeras 24 horas de prueba. Esto se atribuyó tanto a la oxidación inicial como a que las derivaciones se ajustaron a su nueva temperatura durante este período de tiempo. Por lo tanto, es importante realizar una selección de derivación adecuada y monitorear las derivaciones a lo largo del tiempo para detectar cualquier cambio en sus valores de resistencia que pueda indicar una degradación del rendimiento de la resistencia de derivación durante su vida útil.