Подключение амперметра через шунт. Подбор и расчет устройства. Измерительный шунт постоянного тока
Шунт - Практическая электроника
В электронике и электротехнике часто можно услышать слово «шунт», «шунтирование», «прошунтировать». Слово «шунт» к нам пришло с буржуйского языка: shunt — в дословном переводе «ответвление», «перевод на запасной путь». Следовательно, шунт в электронике — это что-то такое, что «примыкает» к электрической цепи и «переводит» электрический ток по другому направлению. Ну вот, уже легче).
По сути дела шунт представляет из себя простой резист ор который имеет маленькое сопротивление, проще говоря, низкоомный резистор. И как бы это ни странно звучало: шунт является простейшим преобразователем силы тока в напряжение. Но как это возможно? Да оказывается все просто!
Итак, имеем простой шунт. Кстати, на схемах он обозначается как резистор. И это неудивительно, потому что это и есть низкоомный резистор.
Условимся считать, что ток у нас постоянный и течет из пункта А в пункт Б. На своем пути он встречает шунт и почти беспрепятственно течет через него, так как сопротивление шунта очень маленькое. Не забываем, что электрический ток характеризуется такими параметрами, как Сила тока и Напряжение. Через шунт электрический ток протекает с какой-то силой ( I ), в зависимости от нагрузки цепи.
Помните Закон Ома для участка электрической цепи? Вот, собственно и он:
где
U — напряжение
I — сила тока
R — сопротивление
Сопротивление шунта у нас всегда постоянно и не меняется, попросту говоря «константа». Падение напряжение на шунте мы можем узнать, замерив вольтметром как на рисунке:
Значит, исходя из формулы
получаем формулу:
и делаем простой до ужаса вывод: показания на вольтметре будут тем больше, чем бОльшая сила тока будет протекать через шунт.
Так что же это значит? А это значит, что мы спокойно можем рассчитать силу тока, протекаемую по проводочку АБ ;-). Все гениальное — просто! И самое замечательное знаете что? Нам даже не надо использовать амперметр ;-).
Вот такой принцип действия шунта. И чаще всего этот принцип используется как раз для того, чтобы расширить пределы измерения измерительных приборов.
Промышленные амперметры выглядят вот так:
На самом же деле, как бы это странно ни звучало — это вольтметры. Просто их шкала нарисована (проградуирована) уже с расчетом по закону Ома. Короче говоря, показывает напряжение, а счет идет в Амперах ;-).
На одном из них можно увидеть предел измерения даже до 100 Ампер. Как вы думаете, если поставить такой прибор в разрыв электрической цепи и пропустить силу тока, ну скажем, Ампер в 90, выдержит ли тоненький провод измерительной катушки внутри амперметра? Думаю, пойдет белый густой дым). Поэтому такие измерения проводят только через шунты.
А вот, собственно, и промышленные шунты:
Те, которые справа внизу могут пропускать через себя силу тока до килоАмпера и больше.
К каждому промышленному амперметру в комплекте идет свой шунт. Для начала использования амперметра достаточно собрать шунт с амперметром вот по такой схеме:
В некоторых амперметрах этот шунт встраивается прямо в корпус самого прибора.
Хватит нудной теории, приступаем к делу.
В гостях у нас самый что ни на есть обыкновенный промышленный шунт для амперметра:
Взади можно прочитать его маркировку:
Как же прочитать характеристику такой маркировки? Здесь все просто! Это означает, что если протекаемая сила тока через шунт будет 20 Ампер, то падение напряжения на шунте будет 75 миллиВольт.
0,5 — это класс точности. То есть сколько мы замерили — это значение будет с погрешностью 0.5% от измеряемой величины. То есть допустим, мы замеряли падение напряжения 50 миллиВольт. Погрешность измерения составит 50 плюс-минус 0,25. Такой точности вполне хватит для промышленных и радиоэлектронных нужд ;-).
Итак, у нас имеется простая автомобильная лампочка накаливания на 12 Вольт:
Выставляем на Блоке питания напряжение в 12 Вольт, и цепляем нашу лампочку. Лампочка зажигается и мы сразу же видим, какую силу тока она потребляет, благодаря встроенному амперметру в блоке питания. Кушает наша лампа 1,7 Ампер.
Предположим, у нас нету встроенного амперметра в блоке питания, но нам надо знать, какая все-таки сила тока проходит через лампочку. Для этого собираем простенькую схемку:
И замеряем падение напряжения на самом шунте. Получилось 6,3 миллиВольта.
Так как мы знаем, что при 20 Амперах напряжение на шунте будет 75 миллиВольт, то какая сила тока будет проходить через шунт, если падение напряжения на нем составит 6,3 миллиВольта? Вспоминаем училку по математике Марьиванну и решаем простенькую пропорцию за 5-ый класс 😉
 - Microsoft Word.png)
Вспоминаем, что показывал наш блок питания?
Погрешность в 0,02 Ампера! Думаю, это можно списать на погрешность приборов).
Фишку поняли? Так как радиолюбители в основном используют малое напряжение и силу тока в своих электронных безделушках, то можно применить этот принцип в своих разработках. Для этого достаточно будет взять низкоомный резистор и использовать его как датчик силы тока). Как говорится » Голь на выдумку хитра» 😉
Почти такой же шунт, как у меня в статье, можно заказать на Али по этой ссылке:
www.ruselectronic.com
расчет компонента микроамперметра постоянного тока, основные формулы и подбор параметров сопротивления
Шунт (англ. Shunt) — электрическое или магнитное ответвление, которое включают параллельно основного контура цепи. Параллельное подключение одного звена электрической цепи к другому с целью понижения общего электрического сопротивления называется процессом шунтирования. Это нашло широкое применение в схемотехнике.
Содержание материала
Шунты измерительных приборов
Измерительный шунт — сопротивление, параллельно подключенное к зажимам измерительного амперметра (параллельно его внутреннему электрическому сопротивлению). Это позволяет прибору расширить измерительный диапазон по току при снижении его чувствительности и разрешающей способности.
Измерительные шунты производят из манганина. В зависимости от конструктивного исполнения бывают:
Также рекомендуем прочитать:
- внутренними;
- наружными (внешними).
Для определения небольших значений тока (не более 30 А) шунт чаще всего находится внутри корпуса прибора. В случае измерения внушительных значений тока во избежание чрезмерного нагрева корпуса шунт имеет наружную конфигурацию исполнения.
В портативных магнитоэлектрических устройствах, рассчитанных на силу тока не более 30 ампер, внутренние шунты рассчитаны на несколько граничных значений измеряемой величины.
Многопредельный шунт устроен в виде ряда резисторов, которые возможно коммутировать в соответствии с пределом измерения, рычажным тумблером либо путем перемещения провода с одной клемы на другую.
У внешних резисторов, как правило, присутствует калибровка, с расчётом на распространенные значения тока и напряжения. Такие шунтирующие сопротивления имеют ряд номинальных значений напряжения: 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ.
При использовании элементов шунтирования в измерениях величин переменного тока наблюдается добавочная погрешность, связанная с преобразованием частоты, поскольку сопротивления измерительного механизма и шунтирующего устройства находятся в различных зависимостях от частоты.
Шунтирующие звенья классифицируются согласно точности: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, и 0,5. Цифровые значения, отвечающие каждому классу, указывают на допустимую величину расхождения сопротивления с его номиналом, выраженную в процентах.
Эксплуатационные требования, выдвигаемые к элементам шунтирования: низкие потери напряжения в области шунта, во избежание перегрева оборудования; стабильное значение сопротивления, обеспечивающие точность измерения; стойкость к коррозии и к воздействиям окружающей среды.
Контроль величины постоянного тока имеет широкий диапазон применения, в том числе:
- фотоэлектрическая промышленность,
- источники электропитания общественного транспорта,
- электрические генераторы и двигатели,
- оборудование для сварочных работ,
- инверторы,
- и другие системы с наличием высоких значений постоянного тока.
Во многих промышленных отраслях применение шунтирующих резисторов зарекомендовало себя как надежный, точный и долговременный способ для беспрерывного измерения тока постоянной величины.
Расчет и изготовление шунта
Амперметр M367 имеет максимальный предел измерения тока 150 А. Очевидно, что при определении таких величин силы тока задействовано внешнее шунтирующее сопротивление. Освобожденный от влияния шунтирующего элемента прибор приобретает свойства миллиамперметра с максимальным показанием силы тока 30 мА.
Следовательно, варьируя разными значениями сопротивления електр. звена, можно добиться любой области измерения. Чтобы подтвердить это на практике, можно создать шунт для амперметра своими руками.
Основные понятия и формулы
Значение суммарной величины тока I распределяется между шунтирующим резистором (Rш, Iш) и изм. прибором (Rа, Iа) и находится в обратно пропорциональной зависимости сопротивлению этих участков.
Электросопротивление ответвления измерительной цепи: Rш=RаIа / (I-Iа).
Для умножения масштаба измерения в n раз следует принять значение: Rш=(n-1) / Rа, при этом показатель n=I/Iа — коэффициент шунтирования.
Расчет шунтирующего звена
Для расчета шунта микроамперметра можно воспользоваться данными об измерительной головке прибора: сопротивление рамки (Rрам), величина тока, которая соответствует максимальному отклонению индикаторной стрелки (Iинд) и наибольшее значение прогнозируемой шкалы измерения тока (Imax). Максимальным измеряемым током примем значение 30 мА. Значение Iинд определяется экспериментальным путем. Для этого последовательно включается в электрическую цепь переменный резистор R, шкала индикатор и измерительный тестер.
Перемещая ходунок резистора R, следует добиться максимального показания стрелки на шкале индикатора и зафиксировать показания Iинд на тестере. Вследствие опыта известны величины Iинд = 0.0004 А и Rрам=1кОм (также измеряется тестером), этого достаточно для дальнейшего расчета сопротивления шунта микроамперметра (индикатора) по формуле:
Rш=Rрам * Iинд / Imax; получаем Rш=13,3 Ом.
Длина проводника
Выбрав материал для изготовления и зная величину его удельного сопротивления, необходимо рассчитать длину токовой части шунта.
Согласно соотношению: Rш=p*J/S,
где: p-удельное сопротивление, J-длина, S- площадь поперечного сечения проводника, подбираются геометрические параметры медного провода (p=0.0175 Ом*мм2 /м).
Величину площади можно рассчитать из формулы, вооружившись предполагаемым значением диаметра:
S=3.14*d2/4.
Тогда искомая величина будет равна:
J=R*S/p.
При диаметре проводника d= 0.1 мм, подставив значения получается длина:
J=0.45 м.
Расчет шунта для амперметра постоянного тока определил такие выходные данные:
максимальный ток измерения — 30 мА;
материал проводника — медная жила 0.1 мм в диаметре длиною 0,45 м.
Для удобства и упрощения расчетов относительно шкал измерительных приборов используют онлайн-калькулятор.
Амперметр для зарядного устройства
Нелишним будет знать, как сделать из вольтметра амперметр и применить его в процессе контролирования силы тока при зарядке аккумуляторных батарей.
Необходимый стрелочный вольтметр проверяется на способность стрелки полностью отклонятся вдоль измерительной шкалы. Следует убедиться в отсутствии добавочных сопротивлений или внутреннего шунта.
До этого был рассмотрен расчетный метод подбора шунтирующего резистора, в этом случае самодельный амперметр получается сугубо практическим путем, с помощью добавочного изм. прибора или тестера с пределом измерения до 8 А.
Соединяется в простую схему зарядный выпрямитель, дополнительный образцовый амперметр, проводник для будущего шунта и заряжаемая аккумуляторная батарея.
Для изготовления шунта для амперметра 10А своими руками на концах неизолированного толстого медного проводника длиною до 80 см выгибаются кольцеобразные дуги под крепеж болтом. После чего подсоединяется последовательно с образцовым изм. прибором в электрическую цепь выпрямитель — аккумулятор.
Один из концов стрелочного вольтметра основательно соединяется с шунтом, а другим, как щупом, проводится по медному проводу. Подается питание через выпрямитель и устанавливается по образцовому амперметру сила тока в цепи 5А.
Начиная от места крепления, щупом от вольтметра следует вести по проводу, пока на обоих приборах не установятся одинаковые значения тока. Согласно величине сопротивления рамки используемого стрелочного вольтметра определяется нужная длина провода шунтирования величиною до метра.
Проводник шунта возможно смотать в виде спирали либо как-то еще. Витки легонько растянуть с целью избежать прикосновений между ними или изолировать хлорвиниловой трубкой по всей длине спирали шунта.
Вариант предварительного определения длины провода для последующей замены изолированным проводником тоже вполне приемлем и практичен, но требует внимательности и тщательности в операциях замены шунта, повторяя все этапы по нескольку раз. Связано это с точностью показаний амперметра.
Соединительные провода от вольтметра должны быть обязательно припаяны непосредственно к шунтирующей спирали, иначе прибор будет иметь погрешности в показаниях.
Провода соединяющие шунт и изм. прибор выбирают произвольной длины, поэтому шунтирующий элемент возможно поместить в любой части корпуса выпрямителя.
Шкала амперметра для измерения величины постоянного тока равномерная, этим нужно руководствоваться при ее выборе. Букву V правильно заменить на А, а цифровые значения подогнать из расчета максимального тока в 10 А.
pochini.guru
Как измерить большой ток с помощью самодельного шунта
Иногда, в радиолюбительской практике и не только, требуется измерить токи, величиной в несколько десятков ампер. Обычный мультиметр может измерять токи до 10 А, ито не всегда. Зачастую имеющийся под рукой прибор позволяет делать измерения до десятых долей ампера. Опытный радиолюбитель легко выйдет из положения, поэтому статья предназначена в первую очередь для новичков. Итак, будем разбираться, как измерить ток с помощью закона Ома.
Применение закона Ома
Основной закон электротехники, он же закон Ома, гласит: I=U/R где I-это ток в амперах, U-напряжение в вольтах, R-сопротивление в омах. Эта формула говорит нам, что если в разрыв измеряемой нагрузки (где нужно измерить ток) включить шунт (R) и измеренное на шунте напряжение (U) подставить в формулу, по двум величинам R и U мы узнаем нужную нам I - протекающий ток.
Пример: мы ожидаем ток 20-30 А, а может и больший от потребления двигателем шуруповерта. У нас имеется проволочный шунт, сопротивлением 0,035 Ом. Шунт подключается в разрыв плюса или минуса, это не важно - действующий ток одинаков на всех участках цепи. Так же параллельно шунту подключается вольтметр - по его показания можно судить о токе, потребляемом нагрузкой. У меня при почти полном торможении вала двигателя вольтметр показывал около 0,9 В. Подставив известные нам значения в формулу I=0,9/0,035=25,7А - такой ток потребляет мотор.
Обратите внимание:При измерении пульсирующих и динамически меняющихся токов, цифровой вольтметр не очень подходит, так как его контроллер очень медленно снимает показания. Для данной цели больше подходит стрелочный вольтметр.
Подобрав шунт нужного сопротивления, можно измерять любые постоянные или пульсирующие токи, хоть до 300 А и более. Хотя я сомневаюсь, что такие измерения вам понадобятся. Обычные резисторы не подходят в роли шунта для больших токов, так как обладают малой мощностью рассеяния. Рассчитать примерную мощность рассеяния шунта можно умножив ожидаемый ток в амперах на падение на нем в вольтах. Для выше приведенного примера это 25,7*0,9=23,13 Вт, такой мощностью обладают проволочные резисторы.
Самодельный шунт
Не всегда под рукой имеются проволочные резисторы таких мизерных сопротивлений, я бы даже сказал чаще их нет. Из положения можно выйти при помощи нихромовой проволоки от вышедших из строя нагревателей, в крайнем случае можно использовать обычный медный провод. Для определения сопротивления куска проволоки понадобится амперметр (прям замкнутый круг) и источник питания с нагрузкой. Амперметр может конечно быть рассчитан на меньшие токи, чем предполагается измерять шунтом.
Например, для измерения сопротивления своего шунта 0,035 Ом я использовал источник напряжения 12 В и галогеновую лампу 12 В 35 Вт. Предварительно оценив, что лампа потребляет 35Вт/12В=2,9А, я использовал амперметр на 5 А. Безусловно, когда мы знаем ток потребления нагрузкой, как в моем случае, амперметром можно и не пользоваться, однако будет большая погрешность в измерениях.
Для измерительного шунта отлично подходит сборный шунт от советского измерительного прибора. Данный шунт имеет несколько отводов и обладает способностью держать большие токи.Итак, подключаем шунт неизвестного сопротивления в разрыв между источником питания и нагрузкой (лампой). Аналогично, как при измерении тока, включаем параллельно шунту вольтметр. В ситуации с лампой вполне сойдет цифровой вольтметр. Закон Ома здесь применим с той лишь разницей, что теперь нам известен ток и напряжение, а сопротивление нет. Используя ту же формулу, подставляем известные значения: 2,9(ток потребления лампы)=0,1(напряжение на измеряемом шунте)/X(сопротивление неизвестно) - 2,9=0,1/X или данное уравнение можно записать иначе: X=0,1/2,9=0,034 Ома - сопротивление шунта.
Измерение переменного тока
Для измерения переменного тока так же применимы вышеописанные методы, с той лишь разницей, что нужно использовать вольтметр переменного напряжения, а в случае с измерением сопротивления шунта - амперметр переменного тока.
Для измерения в цепях с частотой 50 Гц вполне сойдут и цифровые вольтметры и амперметры (при наличии у них таких функций). При более высоких частотах цифровые приборы малопригодны, их показания могут сильно отличаться от реальности. Стрелочные измерительные приборы в этом случае куда более подходящие.
Смотрите так же другие статьи
yserogo.ru
Подключение амперметра через шунт. Подбор и расчет устройства
Что же такое шунт? Это слово заимствовано из английского языка («shunt», и дословно означает «ответвление»). Физически это сопоставимо, так как через этот элемент, подключенный параллельно к измерительному прибору, проходит большая часть тока, а меньшая – ответвляется в сам прибор. В этом его принцип действия аналогичен байпасу, установленному в системах отопления.
Устройство амперметра
Чтобы осознать необходимость включения амперметра через шунт, напомним вкратце его устройство.
Внутри поля постоянного магнита находится катушка – рамка. По ее виткам протекает измеряемый ток. В зависимости от величины измеряемого параметра положение катушки относительно постоянного магнитного поля изменяется. На ее оси жестко закреплена стрелка прибора. Чем больше измеряемый ток, тем больше отклоняется стрелка.
Чтобы рамка могла поворачиваться, ее ось крепят в подпятниках, либо вывешивают на растяжках. При использовании подпятников ток рамки проходит по спиральным пружинам, если же подвижная часть прибора подвешена на растяжках, то они являются проводниками тока.
Из этой конструкции следует, что величина тока в рамке конструктивно ограничена. Пружины и растяжки не могут одновременно быть достаточно упругими и иметь большое сечение.
Подключение амперметра через трансформатор тока
Расширение пределов измерения амперметра возможно, если использовать дополнительно устройство, называемое трансформатор тока. Работает оно по принципу обычного трансформатора, но первичная обмотка содержит всего несколько витков. При прохождении по ней измеряемого тока его величина во вторичной обмотке будет меньше в несколько раз.
Но такие трансформаторы имеют соответствующие габариты и применяются только в промышленных сетях. В малогабаритных же устройствах их использование нецелесообразно.
Подключение амперметра через шунт
Если прибор включается в измерительную цепь напрямую, без трансформатора тока, его называют амперметром прямого включения.
Без шунта можно использовать приборы, рассчитанные на небольшую силу тока, порядка миллиампер. За счет шунтирования измерительной обмотки сопротивлением, большим, чем ее собственное, мы можем изменить предел измерения. Схема включения сложностью не отличается: через шунт проходит измеряемый ток, а параллельно ему подключается амперметр.
В дело здесь вступает первый закон Кирхгофа. Измеряемый ток делится на два: один протекает через рамку, второй – через шунт.
Соотноситься между собой они будут так:
Расчет сопротивления шунта
Отсюда следует, что, зная ток полного отклонения измерительной системы (Iпр) и внутреннее сопротивление рамки (Rпр), можно вычислить требуемое сопротивление шунта (Rш). И тем самым изменить предел измерения амперметра.
Но, перед тем как переделать миллиамперметр в амперметр, нужно решить две непростых задачи: узнать ток полного отклонения измерительной системы и ее сопротивление. Можно найти эти данные, зная тип миллиамперметра, который переделывается. Если это невозможно, придется провести ряд измерений. Сопротивление можно измерить мультиметром. А вот для второго параметра потребуется подать на прибор ток от постороннего источника, измеряя его величину с помощью цифрового амперметра.
Но такой расчет шунта для амперметра не будет точным. Невозможно с помощью подручных средств обеспечить требуемую точность измерений. Система измерения с шунтом имеет большую чувствительность к погрешности при определении исходных данных. Поэтому на практике проводится точная подгонка сопротивления шунта и калибровка амперметра.
Подгонка измерительной системы
Для изготовления заводских изделий используются материалы, не изменяющие своих характеристик в широком диапазоне температур. Поэтому лучший вариант – подбор готового шунта и подгонка для своих целей уменьшением сечения и длины его проводника до соответствия рассчитанному значению. Но для изготовления шунта для амперметра можно использовать и подручные материалы: медную или стальную проволоку, даже скрепки подойдут.
Теперь потребуется блок питания с регулятором напряжения, чтобы выдать требуемый ток. Для нагрузки можно использовать резистор соответствующей мощности или лампы накаливания.
Сначала добиваемся соответствия полного отклонения стрелки прибора при максимальном значении измеряемой величины. На этом этапе подбираем сопротивление нашей самоделки до максимально возможного совпадения с конечной риской на шкале.
Затем проверяем, совпадают ли промежуточные риски с соответствующими им значениями. Если нет – разбираем амперметр и перерисовываем шкалу.
И когда все получилось – устанавливаем готовый прибор на свое место.
electriktop.ru
Устройство для поверки шунтов постоянного тока
Предложенное изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для поверки шунтов постоянного тока в широком диапазоне токов. Задача, на решение которой направлено данное изобретение, заключается в разработке технического решения, которое обеспечивает повышение точности поверки шунтов постоянного тока в широком диапазоне измеряемых величин при использовании источника больших постоянных тока невысокой стабильности. Предложенное устройство для поверки шунтов постоянного тока содержит эталонную меру сопротивления, выполненную в виде трех параллельно соединенных резисторов с ненормированной погрешностью с возможностью их отключения из измерительной цепи и изменения коэффициента преобразования эталонной меры сопротивления, компаратор напряжений и источник постоянного тока. При этом компаратор напряжений выполнен в виде двух преобразователей постоянного напряжения в пропорциональное ему переменное напряжение и электромагнитного компаратора тока, каждый из преобразователей содержит модулятор, усилитель переменного напряжения, индуктивный делитель напряжения и демодулятор, причем напряжение с выхода модулятора усиливается усилителем, а напряжение с выхода усилителя через индуктивный делитель напряжения подается на демодулятор, с выхода которого сигнал обратной связи подается на вход модулятора. 1 ил.
Предлагаемое изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для поверки шунтов постоянного тока в широком диапазоне токов, используемых для коммерческого учета электроэнергии как в лабораторных условиях, так и на месте их эксплуатации.
Известно устройство для поверки шунтов постоянного тока, содержащее магнитный компаратор постоянного тока, эталонную меру сопротивления, регулируемый делитель напряжения, нулевой индикатор и источник постоянного тока [1].
Недостаток этого устройства заключается в ограниченном диапазоне измеряемых токов, а также в сложности изготовления эталонных мер сопротивления и магнитного компаратора постоянного тока на большие токи.
Известно устройство для поверки шунтов постоянного тока, содержащее потенциометр постоянного тока, эталонную меру сопротивления и источник постоянного тока [2].
Недостаток этого устройства заключается в сложности изготовления эталонных мер сопротивления на большие токи, а также в ограниченном диапазоне измеряемых величин.
Известно устройство для поверки шунтов постоянного тока, содержащее двухрядный потенциометр постоянного тока, эталонную меру сопротивления в виде параллельно соединенных шунтов высокой точности и источник постоянного тока [3].
Недостаток этого устройства заключается в сложности изготовления эталонных мер сопротивления на большие токи и высокостабильных источников постоянного тока.
Из известных наиболее близким по технической сущности является устройство для поверки шунтов постоянного тока (прототип), содержащее эталонную меру сопротивления, выполненную в виде трех параллельно соединенных резисторов с ненормированной погрешностью с возможностью их отключения из измерительной цепи и изменения коэффициента преобразования эталонной меры сопротивления, компаратор напряжений и источник постоянного тока [4].
Недостаток этого устройства (прототипа) заключается в сложности изготовления высокостабильного источника постоянного тока.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке технического решения, которое обеспечивает повышение точности поверки шунтов постоянного тока в широком диапазоне измеряемых величин при использовании источника больших постоянных тока невысокой стабильности. При использовании источников больших постоянных токов невысокой стабильности точность прототипа резко снижается.
Эта задача решена в результате того, что в устройстве для поверки шунтов постоянного тока, содержащем эталонную меру сопротивления, выполненную в виде трех параллельно соединенных резисторов с ненормированной погрешностью с возможностью их отключения из измерительной цепи и изменения коэффициента преобразования эталонной меры сопротивления, компаратор напряжений и источник постоянного тока, компаратор напряжений выполнен в виде двух преобразователей постоянного напряжения в пропорциональное ему переменное напряжение и электромагнитного компаратора тока, при этом каждый из преобразователей содержит модулятор, усилитель переменного напряжения, индуктивный делитель напряжения и демодулятор. Вход первого преобразователя присоединен к потенциальным зажимам эталонной меры сопротивления, вход второго преобразователя присоединен к потенциальным зажимам поверяемого шунта постоянного тока. Компаратор тока выполнен с регулируемым коэффициентом преобразования; первое плечо компаратора тока выполнено однодекадным и присоединено через переменный резистор к выходу первого преобразователя, второе плечо выполнено многодекадным и через резистор присоединено к выходу второго преобразователя, квадратурная обмотка компаратора тока через конденсатор подключена к выходу второго преобразователя, а индикаторная обмотка компаратора тока присоединена к нулевому индикатору.
Поверка шунтов постоянного тока с высокой точностью и в широком диапазоне измеряемых величин с применением источников постоянного тока невысокой стабильности обеспечивается тем, что предложенное устройство представляет собой мостовую измерительную цепь, где высокая стабильность источника постоянного тока не требуется.
На фиг.1 приведена схема устройства для поверки шунтов постоянного тока.
Устройство для поверки шунтов постоянного тока содержит источник постоянного тока 1, эталонную меру сопротивления 2, поверяемый шунт постоянного тока 3, резистор 4, имитирующий сопротивление измерительного прибора, эталонную катушку сопротивления 5, преобразователи 6, 7 и компаратор тока 8. Эталонная мера сопротивления 2 выполнена в виде трех параллельно соединенных резисторов 9, 10, 11 с ненормированной погрешностью с возможностью их отключения посредством разъемов из измерительной цепи и изменения коэффициента преобразования эталонной меры сопротивления, при этом токовые и потенциальные зажимы шунтов 9, 10, 11 эталонной меры сопротивления 2 соединены раздельно. Номинальные значения сопротивления резисторов 9, 10 эталонной меры сопротивления 2 находятся между собой в соотношении 1:10. Резистор 8 выполнен с возможностью изменения его сопротивления и номинально равен сопротивлению резистора 4, имитирующего сопротивление измерительного прибора. При этом знать точные сопротивления резисторов 9, 10, 11, а также величину их отношений не требуется.
Преобразователь 6 содержит модулятор 12, усилитель переменного напряжения 13, индуктивный делитель напряжения 14 и демодулятор 15. Преобразователь 7 содержит модулятор 16, усилитель переменного напряжения 17, индуктивный делитель напряжения 18 и демодулятор 19.
Потенциальные зажимы эталонной меры сопротивления 2 присоединены к входу модулятора 12 преобразователя 4, а потенциальные зажимы поверяемого шунта постоянного тока 3 присоединены к входу модулятора 16 преобразователя 5.
Электромагнитный компаратор тока 8 выполнен с регулируемым коэффициентом преобразования; первое плечо 20 компаратора тока 8 выполнено однодекадным и через переключатель 21 и переменный резистор 22 присоединено к выходу усилителя переменного напряжения 13 преобразователя 4, второе плечо 23 компаратора тока 8 выполнено многодекадным и через переключатель 24 и резистор 25 присоединено к выходу усилителя переменного напряжения 16 преобразователя 5. Квадратурная обмотка 26 компаратора тока 8 через переключатель 27 и конденсатор 28 присоединена к выходу усилителя переменного напряжения 16 преобразователя 7, а индикаторная обмотка 29 компаратора тока 8 присоединена к нулевому индикатору 30.
Работа устройства для поверки шунтов постоянного тока заключается в следующем.
Перед операцией поверки шунтов постоянного тока производится балансировка измерительной цепи, при этом производится отключение резисторов 9, 10, 11 эталонной меры сопротивления 2, поверяемого шунта постоянного тока 3, резистора 4, имитирующего сопротивление измерительного прибора, и эталонной катушки сопротивления 5. От стороннего источника напряжения (не показан) на вход модулятора 12 преобразователя 6 и на вход модулятора 16 преобразователя 7 подается напряжение, номинально равное падению напряжения на поверяемом шунте постоянного тока 3. При равенстве плеч 20, 23 компаратора тока 8 путем изменения сопротивления резистора 22 и числа ампер-витков квадратурной обмотки 26 посредством переключателя 27 производится уравновешивание измерительной цепи, что отмечается по нулевому (минимальному) показанию нулевого индикатора 30. При этом преобразователи 6, 7 преобразуют подаваемое на них постоянное напряжение при помощи, соответственно, модуляторов 12, 16 в переменное напряжение, которое усиливается при помощи, соответственно, усилителей 13, 17 и подается на плечи, соответственно, 20 и 23 компаратора тока 8. Переменное напряжение с выходов, соответственно, усилителей 12, 16, через индуктивные делители напряжения 14 и 18 подается, соответственно, на демодуляторы 15, 19, с выхода которых сигналы обратной связи подаются на входы, соответственно, модуляторов 12, 16. Разность напряжений, подаваемых на модуляторы 12, 16, и сигнала обратной связи с демодуляторов 15, 19 подается, соответственно, на усилители 12, 16. В результате этого обеспечивается высокое входное сопротивление компаратора напряжений, выполненного в виде преобразователей 6, 7 и компаратора тока 8, температурная стабилизация измерительной цепи, а также высокая чувствительность и точность измерительной цепи.
После операции балансировки измерительной цепи производится измерение коэффициента преобразования поверяемого шунта постоянного тока 3 и выполняются следующие операции.
На первом этапе измерений собирается измерительная цепь в соответствии с фиг.1. К входу преобразователя 6 присоединяется эталонная мера сопротивления 2, составленная из резисторов 9, 10, 11, а к входу преобразователя 7 - поверяемый шунт постоянного тока 3, параллельно которому присоединен резистор 4, имитирующий сопротивление измерительного прибора. В измерительной цепи выставляется ток, равный номинальному току поверяемого шунта постоянного тока 3. Падение напряжения на эталонной мере сопротивления 2 и на параллельно соединенных поверяемом шунте постоянного тока 3 и резисторе 4, имитирующем сопротивление измерительного прибора, уравновешивается путем регулирования числа ампер-витков плеч 20, 23 компаратора тока 8 посредством переключателей 21, 24. При этом выполняется равенство
где R9, R10, R11 - сопротивления соответственно резисторов 9, 10, 11 эталонной меры сопротивления 2;
R3 - сопротивление поверяемого шунта постоянного тока 3;
R4 - сопротивление резистора 4, имитирующего сопротивление измерительного прибора;
μ и ρ1 - показания, соответственно, первого и второго плеч компаратора тока 8.
На втором этапе измерений эталонная мера сопротивления 2 составляется из двух параллельно соединенных резисторов 9, 11. Производится уравновешивание измерительной цепи путем регулирования числа ампер-витков плеча 23 компаратора тока 8 посредством переключателя 24 и составляется новое равенство:
Уравнения (1) и (2) можно представить, соответственно, в виде
где К3 - коэффициент преобразования (шунтирования) поверяемого шунта постоянного тока 3.
На третьем этапе измерений к входу преобразователя 6 присоединяется эталонная мера сопротивления 2, составленная из резисторов 10, 11, а к входу преобразователя 7 - резистор 4, имитирующий сопротивление измерительного прибора, параллельно которому присоединена эталонная катушка сопротивления 5. В измерительной цепи выставляется ток, равный 0,1 номинального тока поверяемого шунта 3, при этом показания первого плеча 20 компаратора тока 8 должно быть равно единице (μ=1). Падение напряжения на эталонной мере сопротивления 2 и на параллельно соединенных резисторе 4, имитирующем сопротивление измерительного прибора, и эталонной катушке сопротивления 5 уравновешивается путем регулирования числа ампер-витков плеча 23 компаратора тока 8 посредством переключателя 24. Выполняется равенство:
или
где R5 - сопротивление эталонной катушки сопротивления 5;
K5 - коэффициент преобразования эталонной катушки сопротивления 5.
Решая совместно уравнения (3), (4), (5), определяем коэффициент преобразования К3 поверяемого шунта постоянного тока 3 по полученным значениям ρ1, ρ2, ρ3 и известному с высокой точностью коэффициента преобразования К5 эталонной катушки сопротивления 5
Коэффициент преобразования поверяемого шунта постоянного тока 3 можно представить в виде
Решая совместно уравнения (5), (6), определим сопротивление поверяемого шунта 3
Таким образом, предположенное техническое решение позволяет определять с высокой точностью действительные значения сопротивления шунтов постоянного тока в широком диапазоне измеряемых величин с применением источников постоянного тока невысокой стабильности.
Источники информации
1. Векслер М.С. Шунты переменного тока / М.С.Векслер, А.М.Теплинский - Л.: Энергоатомиздат, 1987, с.11-13, 79-81.
2. Любимов Л.И. Вопросы поверки и аттестации масштабных преобразователей переменного тока / Л.И.Любимов, И.Д.Форсилова, Е.З.Шапиро - М.: Машиностроение, 1984, с.4-10.
3. Семенко И.Г. Методы и средства измерения больших токов и их метрологическое обеспечение / Н.Г.Семенко, Ю.А.Гамазов - М.: Издательство стандартов, 1982, с.37-41.
4. Ломтев Е.А., Нефедьев Д.И. Устройство для поверки шунтов постоянного тока. Патент №2241238 на изобретение (Россия). Опубликовано в Б.И. №33, 2004.
Устройство для поверки шунтов постоянного тока, содержащее эталонную меру сопротивления, выполненную в виде трех параллельно соединенных резисторов с ненормированной погрешностью с возможностью их отключения из измерительной цепи и изменения коэффициента преобразования эталонной меры сопротивления, компаратор напряжений и источник постоянного тока, отличающееся тем, что компаратор напряжений выполнен в виде двух преобразователей постоянного напряжения в пропорциональное ему переменное напряжение и электромагнитного компаратора тока, при этом каждый из преобразователей содержит модулятор, усилитель переменного напряжения, индуктивный делитель напряжения и демодулятор, причем напряжение с выхода модулятора усиливается усилителем, а напряжение с выхода усилителя через индуктивный делитель напряжения подается на демодулятор, с выхода которого сигнал обратной связи подается на вход модулятора, при этом вход первого преобразователя присоединен к потенциальным зажимам эталонной меры сопротивления, а вход второго преобразователя присоединен к потенциальным зажимам поверяемого шунта постоянного тока; компаратор тока выполнен с регулируемым коэффициентом преобразования, первое плечо которого выполнено однодекадным и присоединено через переменный резистор к выходу первого преобразователя, второе плечо выполнено многодекадным и через резистор присоединено к выходу второго преобразователя, квадратурная обмотка через конденсатор присоединена к выходу второго преобразователя, а индикаторная обмотка присоединена к нулевому индикатору.
www.findpatent.ru
Измерительные шунты и добавочные резисторы
Измерительные шунты
Шунт является простым измерительным преобразователем тока в напряжение.Измерительный шунт представляет собой четырехзажимный резистор. Два входных зажимашунта, к которым подводится токI, именуются токовыми, а два выходных зажима, с которых снимается напряжение U,именуются возможными.
К возможным зажимам шунта обычно присоединяют измерительный механизмизмерительного прибора.
Измерительный шунт характеризуется номинальным значением входного токаIном и номинальным значением выходного напряженияUном. Их отношениеопределяет номинальное сопротивление шунта:
Rш= Uном / Iном
Шунты используются для расширения пределов измерения измерительных устройств по току, при всем этом огромную часть измеряемого тока пропускают через шунт, а наименьшую — через измерительный механизм. Шунты имеют маленькое сопротивление и используются, приемущественно, в цепях неизменного тока с магнитоэлектрическими измерительными механизмами.
Рис. 1. Схема соединения измерительного механизма с шунтом
На рис. 1 приведена схема включения магнитоэлектрического механизмаизмерительного прибора с шунтом Rш. ТокIи протекающий через измерительный механизм, связан с измеряемым токомI зависимостью
Iи = I (Rш/ Rш + Rи),
где Rи — сопротивление измерительного механизма.
Если нужно, чтоб ток Iи был вn раз меньше тока I, то сопротивление шунта должно быть:
Rш = Rи/ (n — 1),
где n = I / Iи — коэффициент шунтирования.
Шунты изготовляют из манганина. Если шунт рассчитан на маленький ток (до 30 А), то его обычно встраивают в корпус прибора (внутренние шунты). Для измерения огромных токов употребляют приборы с внешними шунтами В данном случае мощность, рассеиваемая в шунте, не нагревает прибор.
На рис. 2 показан внешний шунт на 2000 А Он имеет мощныенаконечники из меди, которые служат для отвода тепла от манганиновых пластинок,впаянных меж ними. Зажимы шунта А и Б — токовые.
Рис 2 Внешний шунт
Измерительный механизм присоединяют к возможным зажимам В и Г, меж которыми и заключено сопротивление шунта. При таком включении измерительного механизма устраняются погрешности от контактных сопротивлений.
Внешние шунты обычно производятся калиброванными, т е. рассчитываются на определенные токи и падения напряжения.Калиброванные шунты обязаны иметь номинальное падение напряжения 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ.
Для переносных магнитоэлектрических устройств на токи до 30 А внутренние шунты изготовляют на несколько пределов измерения.
На рис. 3, а, б показаны схемы многопредельных шунтов. Многопредельный шунт состоит из нескольких резисторов, которые можно переключать зависимо от предела измерения рычажным тумблером (рис. 3, а) либо методом переноса провода с 1-го зажима на другой (рис. 3, б).
При работе шунтов с измерительными устройствами на переменном токе появляется дополнительная погрешность от конфигурации частоты, потому что сопротивления шунтаи измерительного механизма поразному зависят от частоты.
Рис.3. Схемы многопредельных измерительных шунтов: a — шунта с рычажным тумблером, б — шунта с отдельными выводами
Шунты делятся на классы точности 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Число, определяющее класс точности, обозначает допустимое отклонение сопротивления шунта в процентах его номинального значения.
Дополнительные резисторы
Дополнительные резисторы являются измерительными преобразователями напряжения в ток, а на значение тока конкретно реагируют измерительные механизмы вольтметров.
Дополнительные резисторы служат для расширения пределов измерения по напряжению вольтметров разных систем и других устройств, имеющих параллельные цепи, подключаемые к источнику напряжения. Сюда относятся, к примеру, ваттметры, счетчики энергии, фазометры и т. д.
Дополнительный резистор включают поочередно с измерительным механизмом (рис. 4). ТокIи в цепи, состоящий из измерительного механизма с сопротивлением Rи и дополнительного резистора с сопротивлением Rд,составит:
Iи = U / (Rи + Rд),
где U — измеряемое напряжение.
Если вольтметр имеет предел измерения Uном и сопротивление измерительного механизма Rи и с помощью дополнительного резистора Rд нужно расширить предел измерения вn раз, то, беря во внимание всепостоянство токаIи, протекающего через измерительный механизм вольтметра, можно записать:
Uном / Rи= n U ном / (Rи + Rд)
откуда
Rд = Rи(n — 1)
Рис 4. Схема соединения измерительного механизма с дополнительным резистором
Дополнительные резисторы изготовляются обычно из изолированной манганиновой проволоки, намотанной на пластинки либо каркасы из изоляционного материала. Онииспользуются в цепях неизменного и переменного тока.
Дополнительные резисторы, созданные для работы на переменном токе, имеют бифилярную обмотку для получения безреактивного сопротивления.
При применении дополнительных резисторов не только лишь расширяются пределы измерения вольтметров, да и миниатюризируется их температурная погрешность.
В переносных устройствах дополнительные резисторы изготовляются секционными на несколько пределов измерения (рис. 5).
Рис. 5. Схема многопредельного вольтметра
Дополнительные резисторы бывают внутренние и внешние. Последние производятся в виде отдельных блоков и разделяются на личные и калиброванные. Личный резистор применяется только с тем прибором, который с ним градуировался. Калиброванный резистор может применяться с хоть каким прибором, номинальный ток которого равен номинальному току дополнительного резистора.
Калиброванные дополнительные резисторы делятся на классы точности 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0. Они производятся на номинальные токи от 0,5 до 30 мА.
Дополнительные резисторы используются для преобразования напряжений до 30 кВ.
elektrica.info
Способ и устройство для определения погрешности измерительного шунта на большие значения постоянного тока
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике определения погрешности измерительного шунта. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата через шунт пропускают переменный ток, действующее значение которого равно заданному нормированному значению постоянного тока, в течение заданного нормированного интервала времени, по истечении которого шунт переключают на быстродействующий измеритель сопротивления постоянному току. Причем интервал времени между моментом прекращения протекания испытательного переменного тока и моментом фиксации (регистрации, отсчета) сопротивления шунта должен быть не более заданной величины. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к метрологии, в частности к способу определения погрешности измерительных шунтов на большие значения постоянного тока порядка единиц и десятков килоампер.
Известен способ определения погрешности шунта [1], при котором сопротивление шунта измеряют при постоянных токах, равных 20; 60 и 100% номинального значения, при любом направлении тока. Сопротивление измеряют при установившемся тепловом состоянии шунта. Время установления теплового состояния принимают равным 5; 30 и 60 мин при токах, равных соответственно 20; 60 и 100% номинального значения.
Сопротивление шунта измеряют мостовым, компенсационным или другим методом, обеспечивающим заданную погрешность измерения.
Известен способ определения погрешности шунта [2], при котором действительное значение сопротивления шунта определяют методом сравнения его с сопротивлением меры при помощи компаратора (потенциометра, моста, моста-компаратора) при постоянных токах, равных 20; 60 и 100% номинального, и при двух направлениях тока для исключения влияния термоэлектродвижущей силы; длительность протекания тока соответственно 5, 30 и 60 мин.
Требование определения действительного значения сопротивления шунта при токах, равных 20, 60 и 100% номинального значения, приведенное в [1] и [2], обусловлено тем, что при протекании больших токов происходит нагрев шунта и при этом могут проявиться как скрытые дефекты, которые не проявляются при протекании по ненагретому шунту малых токов, так и температурная зависимость сопротивления шунта.
Определение погрешности шунта при протекании 20; 60 и 100% номинального тока не представляет трудностей, когда номинальный ток шунта не превышает допустимого тока калибровочной установки. Иное положение с шунтами на большие номинальные токи значением, например, 1÷15 кА и более (соответствует сопротивлению 75-5 мкОм и менее для наиболее распространенных шунтов с падением напряжения на потенциальных зажимах 75 мВ).
Недостаток известных методов заключается в сложности получения больших испытательных постоянных токов высокой стабильности, составляющих единицы и десятки килоампер. Вследствие этого отсутствуют соответствующие калибровочные установки. Другим недостатком известных методов является отсутствие мер сопротивления или эталонных шунтов на столь большие значения тока.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является способ определения погрешности измерительных шунтов на большие значения постоянного тока.
В предлагаемом способе в процессе определения погрешностей шунта постоянного тока по нему пропускают не постоянный, а переменный ток, действующее значение которого равно заданному нормированному значению постоянного тока, в течение заданного нормированного интервала времени, по истечении которого шунт переключают на быстродействующий измеритель сопротивления постоянному току, например наноомметр. В этом случае к моменту окончания протекания переменного тока установившееся тепловое состояние шунта будет таким же, как и при протекании постоянного тока. Однако после переключения неизбежно шунт начинает охлаждаться, поэтому интервал времени между окончанием протекания тока и моментом фиксации (регистрации, отсчета) его сопротивления с помощью упомянутого измерителя сопротивления должен быть не более допустимого значения, определяемого из выражения
где Тш - постоянная времени остывания шунта;
δRш - допускаемое изменение сопротивления шунта за время tф;
αш - температурный коэффициент сопротивления материала резистивного элемента шунта;
ϑу - предельно допустимая температура перегрева резистивного элемента шунта.
Покажем, как определено допустимое значение интервала времени tф между окончанием протекания испытательного переменного тока и моментом фиксации сопротивления шунта.
После окончания протекания испытательного тока (окончания нагрева) тепло, накопленное в процессе нагрева, отдается в окружающую среду.
В соответствии с законами термодинамики изменение (уменьшение) превышения температуры шунта над температурой окружающей среды в процессе охлаждения происходит по экспоненциальному закону и определяется формулой
где ϑ - превышение температуры шунта в момент t над температурой окружающей среды;
ϑу - установившееся значение превышения температуры шунта над температурой окружающей среды в момент прекращения протекания испытательного тока;
Тш - постоянная времени остывания шунта.
Изменение (уменьшение) температуры шунта приводит к изменению (уменьшению) его сопротивления за время переключения на ΔRш.
Если обозначить установившееся значение сопротивления шунта в момент окончания протекания тока Rшу, то изменение сопротивления за счет изменения его температуры составит
относительное значение изменения сопротивления по сравнению с сопротивлением шунта в установившемся режиме 
где αш - температурный коэффициент сопротивления материала резистивного элемента шунта.
В соответствии с выражением (1) температура шунта ϑф в момент tф фиксации (отсчета) его сопротивления будет
Отсюда
Подставив (5) в (3) получим:
Преобразование выражения (6) дает
Таким образом, допустимый интервал времени определен выражением
Если задаться некоторым допускаемым значением изменения сопротивления шунта δRш за время переключения, практически не влияющим на точность определения погрешности, то по выражению (7) можно рассчитать допустимый интервал времени переключения. Например, для шунтов с резистивным элементом из манганина (наиболее часто применяемым материалом в измерительных шунтах) примем следующие значения величин:
αш=5·10-6 К-1; ϑу≤150К
На практике постоянная времени остывания шунтов на большие токи Тш≥600 с.
Задаваясь допустимым значением уменьшения сопротивления шунта при охлаждении δRш=-0,005%=-5·10-5, получим
Устройство, в котором реализован предлагаемый выше способ определения погрешности измерительного шунта, содержит источник стабилизированного переменного тока GA высокой стабильности, быстродействующий измеритель малых сопротивлений PR, контактор КМ для подключения испытательной установки к сети питания, переключатель SA для подключения измерителя малых сопротивлений к измерительному шунту RS, трансформатор тока ТА и амперметр РА для измерения действующего значения переменного тока.
На чертеже приведена электрическая схема устройства определения погрешности измерительного шунта на большие значения постоянного тока.
В соответствии с предлагаемым способом определения погрешности устройство работает следующим образом.
Исходное положение: контактор КМ отключен от источника GA, а переключатель SA - от измерительного шунта.
Включением КМ напряжение сети подается на источник стабилизированного переменного тока GA, с помощью которого устанавливается в цепи измерительного шунта RS заданное значение испытательного тока, измеряемое с помощью ТА и РА. Ток через измерительный щунт RS протекает в течение заданного нормированного интервала времени, в конце которого измеряется температура резистивного элемента измерительного шунта с помощью термопары. По истечении заданного интервала времени КМ отключает источник тока GA от сети и ток через измерительный шунт прекращается, после чего размыкается одна из металлических вставок ХТ1 или ХТ2 и переключателем SA быстродействующий измеритель сопротивлений PR подключается к нагретому переменным током измерительному шунту RS и производится измерение его сопротивления.
Электрическая цепь на большие значения тока, куда включен измеряемый шунт, содержит медные шины, тепловое сопротивление которых в сто и более раз меньше теплового сопротивления манганиновых пластин резистивного элемента измерительного шунта. После отключения тока шины начинают работать как теплоотводы, сокращая время остывания измерительного шунта, что в предлагаемом способе может привести к увеличению погрешности определения сопротивления измерительного шунта. Соединение шунта и шин осуществляется с помощью болтов и гаек, поэтому мгновенно разъединить их не представляется возможным. Для повышения точности предлагаемого способа измерительный шунт соединяют с шинами токовой цепи при помощи металлических вставок ХТ1 и ХТ2, имеющих тепловое сопротивление, близкое к тепловому сопротивлению измерительного шунта RS. После отключения тока металлические вставки выполняют роль теплового затвора и остывание шунта происходит в строгом соответствии с формулами (1)-(7) В частности, в качестве металлических вставок могут быть использованы два дополнительных шунта, аналогичные измеряемому, или специальные пластины из магнанина или другого материала
Литература
1. ГОСТ 8024-78. Преобразователи измерительные электрических величин. Шунты измерительные. Технические условия п.4.3.
2. Рекомендация по метрологии МИ 1991-89. Государственная система обеспечения единства измерений. Преобразователи измерительные электрических величин. Шунты постоянного тока измерительные. Методика поверки п.4.3.3-4.3.8.
1. Способ определения погрешности измерительного шунта на большие значения постоянного тока, заключающийся в том, что сопротивление шунта измеряют при пропускании по нему тока нормированного значения в течение заданного нормированного интервала времени, отличающийся тем, что через шунт пропускают переменный ток, действующее значение которого равно заданному нормированному значению постоянного тока, в течение заданного нормированного интервала времени, по истечении которого шунт переключают на быстродействующий измеритель сопротивления постоянному току (например, цифровой наноомметр), причем интервал времени между моментом прекращения протекания испытательного переменного тока и моментом фиксации (регистрации, отсчета) сопротивления шунта должен быть не более величины, определяемой из выражения
где Тш - постоянная времени остывания шунта;
δRш - допускаемое изменение сопротивления шунта за время tф;
αш - температурный коэффициент сопротивления материала резистивного элемента шунта;
ϑу - предельно допустимая температура перегрева резистивного элемента шунта.
2. Устройство для определения погрешности измерительного шунта на большие значения постоянного тока, содержащее токовую цепь, источник стабилизированного переменного тока, подключенный к измерительному шунту шинами, и быстродействующий измеритель малых сопротивлений, подключаемый к измерительному шунту через переключатель, отличающееся тем, что измерительный шунт соединен с шинами токовой цепи при помощи металлических вставок, имеющих тепловое сопротивление, близкое к тепловому сопротивлению измерительного шунта.
www.findpatent.ru
