Вимірювальні шунти і додаткові резистори

вимірювальні шунти

Шунт є простим вимірювальним перетворювачем струму в напругу.
Вимірювальний шунт являє собою четирехзажімний резистор. Два вхідних затиску
шунта, до яких підводиться струм
I, іменуються струмовими, а два вихідних затиску, з яких знімається напруга U,
іменуються можливими.

До можливих затискачів шунта зазвичай приєднують вимірювальний механізм
вимірювального приладу.

Вимірювальний шунт характеризується номінальним значенням вхідного струму
Iном і номінальним значенням вихідної напруги
Uном. Їхнє ставлення
визначає номінальний опір шунта:

Rш = Uном / Iном

Шунти використовуються для розширення меж вимірювання вимірювальних пристроїв по току, при цьому більшу частину вимірюваного струму пропускають через шунт, а найменшу - через вимірювальний механізм. Шунти мають маленький опір і використовуються, головним чином, в ланцюгах постійного струму з магнітоелектричними вимірювальними механізмами.

Мал. 1. Схема з`єднання вимірювального механізму з шунтом

На рис. 1 приведена схема включення магнітоелектричного механізму
вимірювального приладу з шунтом Rш. Струм
I та протікає через вимірювальний механізм, пов`язаний з вимірюваним струмом
I залежністю

I та = I (Rш
/ Rш + Rи),

де Rи - опір вимірювального механізму.

Якщо потрібно, щоб струм I та був в
n разів менше струму I, то опір шунта має бути:

Rш = Rи
/ (N - 1),

де n = I / I та - коефіцієнт шунтування.

Шунти виготовляють з манганина. Якщо шунт розрахований на маленький струм (до 30 А), то його зазвичай вбудовують в корпус приладу (внутрішні шунти). Для вимірювання величезних струмів вживають прилади з зовнішніми шунтами В даному випадку потужність, що розсіюється в шунт, що не нагріває прилад.

На рис. 2 показаний зовнішній шунт на 2000 А Він має потужні
наконечники з міді, які служать для відводу тепла від манганіновим пластинок,
впаяних між ними. Затискачі шунта А і Б - струмові.

Рис 2 Зовнішній шунт

Вимірювальний механізм приєднують до можливих затискачів В і Г, між якими і укладено опір шунта. При такому включенні вимірювального механізму усуваються похибки від контактних опорів.

Зовнішні шунти зазвичай виробляються каліброваними, т е. Розраховуються на певні струми і падіння напруги.
Калібровані шунти зобов`язані мати номінальне падіння напруги 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 і 300 мВ.

Для переносних магнітоелектричних пристроїв на струми до 30 А внутрішні шунти виготовляють на кілька меж вимірювання.

На рис. 3, а, б показані схеми многопредельних шунтів. Багатограничний шунт складається з декількох резисторів, які можна перемикати залежно від межі вимірювання важільним тумблером (рис. 3, а) або шляхом перенесення дроти з 1-го затиску на інший (рис. 3, б).

При роботі шунтів з вимірювальними пристроями на змінному струмі з`являється додаткова похибка від зміни частоти, тому що опору шунта
і вимірювального механізму порізному залежать від частоти.

Рис.3. Схеми многопредельних вимірювальних шунтів: a - шунта з важільним тумблером, б - шунта з окремими висновками

Шунти діляться на класи точності 0,02- 0,05- 0,1 0,2 і 0,5. Число, що визначає клас точності, позначає допустиме відхилення опору шунта в процентах його номінального значення.

Додаткові резистори є вимірювальними перетворювачами напруги в струм, а на значення струму конкретно реагують вимірювальні механізми вольтметрів.

Додаткові резистори служать для розширення меж вимірювання за напругою вольтметрів різних систем і інших пристроїв, що мають паралельні ланцюги, що підключаються до джерела напруги. Сюди відносяться, наприклад, ватметри, лічильники енергії, фазометри і т. Д.

Додатковий резистор включають по черзі з вимірювальним механізмом (рис. 4). Струм
I та в ланцюзі, що складається з вимірювального механізму з опором R і та додаткового резистора з опором Rд,
складе:

I та = U /
(Rи + Rд),

де U - вимірювана напруга.

Якщо вольтметр має межу вимірювання Uном і опір вимірювального механізму Rи і за допомогою додаткового резистора Rд потрібно розширити межа вимірювання в
n раз, то, беручи до уваги сталість струму
I та, що протікає через вимірювальний механізм вольтметра, можна записати:

Uном / Rи
= N U ном / (Rи + Rд)

звідки

Rд = Rи
(N - 1)

Рис 4. Схема з`єднання вимірювального механізму з додатковим резистором

Додаткові резистори виготовляються зазвичай з ізольованою манганінового дроту, намотаною на пластинки або каркаси з ізоляційного матеріалу. вони
використовуються в ланцюгах постійного і змінного струму.

Додаткові резистори, створені для роботи на змінному струмі, мають біфілярного обмотку для отримання безреактивное опору.

При застосуванні додаткових резисторів не тільки розширюються межі виміру вольтметрів, та й зменшується їх температурна похибка.

У переносних пристроях додаткові резистори виготовляються секційними на кілька меж вимірювання (рис. 5).

Мал. 5. Схема багатограничні вольтметра

Додаткові резистори бувають внутрішні і зовнішні. Останні виробляються у вигляді окремих блоків і поділяються на особисті і калібровані. Особистий резистор застосовується тільки з тим приладом, який з ним градуйованим. Калібрований резистор може застосовуватися з будь-яким приладом, номінальний струм якого дорівнює номінальному струму додаткового резистора.

Калібровані додаткові резистори діляться на класи точності 0,01- 0,02- 0,05- 0,1- 0,2- 0,5 і 1,0. Вони виробляються на номінальні струми від 0,5 до 30 мА.

Додаткові резистори використовуються для перетворення напруги до 30 кВ.