Измерительные Шунты

Ø Электрический измерительный шунт является простейшим измеритель­ным преобразователем тока в напряжение и предназнача­ются для решения следующих задач:

· В электромеханических приборах - для измерения токов, величина ко­торых превышает максимальное значение, допустимое для дан­ного прибора - расширения пределов измерения прибора по току

· В цифровых измерительных приборах – для согласования входного сопротивления прибора с сопротивлением нагрузки или источника сигнала.

Шунты являются неотъемлемой частью всех цифровых измерительных приборов и многих электромеханических, прежде всего магнитоэлектрической системы. Он представляет собой прецизионный измерительный элемент (рези­стор) с достаточно малым и точно известным значением внутреннего сопротив­ления R _ш, который включается в разрыв токовой цепи параллельно токоизмери­тельному прибору – амперметру (Рис. 2.26). Падение напряжения на участке цепи будет равно:

При R _вн >> R _ш падение напряже­ния на шунте будет зависеть только от измеряемого тока в цепи I и сопротив­ления шунта R _ш: U _ш = I·R _ш

Измерительный шунт характери­зуется номинальным значением вход­ного тока I_ном и номинальным значе­нием падения напряжения на U_ном. Их отношение определяет номинальное со­противление шунта

Тогда ток через входное сопротивление измерительного прибора равен:

где I – измеряемый ток, R_вн – внутреннее сопротивление измерительного меха­низма прибора (амперметра).

Для расчета сопротивления шунта вводится коэффициент шунтирования, равный отношению величины полного тока к величине тока, протекающего че­рез измерительный прибор n = I/I_пр. Тогда для получения величины тока через измерительный механизм в n раз меньше величины тока в основной цепи, со­противление шунта должно выбираться из условия:

Измерительные шунты (рис. 2.27) используются для измерений токов вплоть до 5000- 10000 А. Шунты для измерения токов до 30 А обычно встраиваются в из­мерительный прибор (внутренние шунты). Шунты на большие токи выполня­ются в виде отдельных устройств (внешние шунты).

Для шунтов предусмотрен следующий ряд номинальных напряжений - 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ

Измерительные шунты изготавливаются из манганина (сплав меди мар­ганца и цинка, отличающийся высокой термостабильностью и очень малой термоЭДС) по следующим классам точности – 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5

Для переносных и щитовых приборов изготавливают многопредельные шунты, которые переключаются в ручном или автоматическом режимах..

С практической точки зрения шунты имеют рад недостатков, которые су­щественно ограничивают возможности из применения. Основными из этих не­достатков являются:

· Шунты имеют собственную емкость и индуктивность, пусть и очень небольшую, что искажает частотные характеристики измерительной цепи.

· На сопротивлении шунта выделяется электрическая мощность, что при­водит к их нагреву и изменению характеристик, особенно на больших токах.

· Переходное сопротивление контактов, с помощью которых шунт вклю­чается в цепь, может оказывать серьезное влияние на измерения, особенно при малом сопротивлении шунта.

Поэтому область применения шунтов ограничивается в основном посто­янными токами до 1000 А и использованием совместно только с магнитоэлек­трическими, электронными и цифровыми приборами, входное сопротивление которых достаточно велико.

Дата добавления: 2015-03-31