Шунты и их поверка
Шунт представляет собой четырехзажимный резистор, который включается параллельно амперметру или милливольтметру для расширения диапазона измерений тока.
Если известны номинальные значения падения напряжения на шунте Uном измеряемого тока Iном, тока милливольтметра Imv, можно найти номинальное сопротивление шунта
Rш.ном = Uном/(Iном –Imv )·
Если номинальный ток милливольтметра Imvне превышает O,003kIном (где k - численное обозначение класса точности прибора). то сопротивление шунта можно подсчитать по формyле
рис. 1 Схемы включения многодиапазонного шунта на нижнем (а) и проверяемом (б) диапазонах
Rш.ном=10-3J Uном/Iном
Для исключения влияния переходного сопротивления контактов шунты снабжаются одной парой потенциальных и одной или несколькими парами токовых зажимов.
Шунты, помещенные внутри корпуса прибора, называются внутренними, вне корпуса - наружными. Последние делятся на индивидуальные и универсальные (калиброванные). Универсальные шунты могут использоваться в сочетании с любым прибором, имеющим то же самое номинальное падение напряжения, что и шунт. Калиброванные шунты подключаются к прибору калиброванными проводами, имеющими сопротивление 0,035 Ом.
Шунты делятся на переносные (ШП) и стационарные (ШС).
Номинальные падения напряжения на потенциальных зажимах шунтов 10, 15, 30, 45, 50, 60, 75, 100, 150, 300 мВ.
Номинальный ток калиброванных шунтов соответствует ряду Iном = а·10п (где а - одно из чисел: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,5; n - любое целое число, положительное, отрицательное или нуль).
По точности шунты делятся на классы 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5. Класс точности соответствует основной относительной погрешности сопротивления шунта, выраженной в процентах.
Шунт может быть однодиапазонным и многодиапазонным.
На рис.1, а и б даны схемы подключения многодиапазонного шунта на нижнем и проверяемом диапазонах. Из рисунков видно, что номинальные падения напряжения на шунте:
Uш.ном = (Iном.min - Imv) (Rш.ном + Rд); Uш.ном = Iном/R; Uш.ном = (Iном.min – Imv) Rш.ном - ImvRд
Решая эту систему уравнений, найдем номинальное сопротивление используемой части шунта:
Rш.ном = Uш.ном/ Iном (1 + Uш.ном/ RIном.min - Uш.ном),
|
|
|
|
|
Кпотенцuометру |
|
Рис.2. Схема комбинированной меры сопротивления |
|
Рис.3. Схема поверки шунтов при помощи магнитного компаратора |
|
где Iном.min и Iном - номинальный ток нижнего и проверяемого диапазона; R - суммарное сопротивление милливольтметра и калиброванных проводов. Поверка шунтов производится на токах, равных 20, 60 и 100 % номинального. Сопротивление шунта следует измерять при его установившемся тепловом состоянии. Для достижения такого состояния шунт выдерживают под нагрузкой в течение не менее 15 мин - при токе 20 % номинального, 30 мин - при токе 60 % номинального и 60 мин - при номинальном токе. При поверке сопротивление шунта определяется путем сравнения с сопротивлением образцовой меры одним из методов измерения малых сопротивлений. Погрешность измерения не должна превышать 1/3 основной погрешности шунта. При наличии образцовой меры, рассчитанной на ток, равный номинальному току шунта, и при достаточной стабильности подводимого тока можно использовать потенциометрический метод, при недостаточной стабильности тока - метод двойного моста или одинарного моста с двойным уравновешиванием. При определении сопротивлений шунтов на большие номинальные токи (имеющих малое сопротивление) возникают трудности, вызванные отсутствием образцовых мер сопротивления, рассчитанных на такие токи и имеющих сопротивление, близкое к сопротивлению шунта. В этих случаях возможно применение комбинированных мер, составленных из нескольких мер сопротивления с одинаковым номинальным значением, включенных параллельно (рис. 4.5). Номинальный ток такой колиброванной меры равен сумме номинальных токов отдельных мер. Для исключения влияния соединительных проводников токовые и потенциальные зажимы отдельных мер соединяют раздельно. При одинаковых номинальных сопротивлениях мер и одинаковых соединительных проводах такая система эквивалентна одной мере с сопротивлением Rk = R/п, присоединенной к нагрузке потенциальными проводами с сопротивлением (rc+ rd)/п, где R - номинальное сопротивление одной меры, п - число параллельно включенных мер, rc и rd - сопротивления потенциальных проводов. Значения сопротивлений rс и rd должны быть малы (1-10 Ом), а относительное отклонение сопротивления отдельных |
проводников от среднего не должно превышать предела допускаемой относительной погрешности поверяемого шунта.
При использовании потенциометрического метода в целях исключения прогрессивной систематической погрешности, вызываемой изменением тока шунта, применяется метод симметричных наблюдений. Он заключается в том, что сначала измеряют падение напряжения на образцовой мере Uo´, затем на шунте Ux и вновь на образцовой мере Uo´. Сопротивление шунта вычисляется по формуле
Rx+ = R0*Ux/Uo
где Uo = (Uo´+ Uo+)/2
Аналогично определяется сопротивление Rx- при противоположном направлении тока.
За действительное значение сопротивления шунта принимается среднее значение из двух результатов:
Rш = (Rш+ + Rш- )/2.
Поверка шунтов методом магнитного компаратора производится по схеме, представленной на рис.3.
Магнитный компаратор - прибор, предназначенный для определения отношения токов путем сравнения намагничивающих сил, создаваемых двумя обмотками с токами I1 и I2 в одном и том же замкнутом магнитопроводе. Токи в обмотках направлены так, что намагничивающие силы вычитаются одна из другой. При равенстве ток I1 находится по формуле
I1 = w2I2,
где w2 - число витков во вторичной обмотке компаратора.
Для регулирования тока I2 служит реостат R, включенный в цепь вспомогательного источника постоянного тока Uַ _. Равенство намагничивающих сил устанавливается при помощи нулевого указателя НУ, обмотки которого накладываются на этот же магнитопровод.
Поверка шунтов с помощью магнитного компаратора производится следующим образом. Током I2 компенсируют намагничивающую силу в магнитопроводе компаратора. Затем потенциометром поочередно измеряют падение напряжения на шунте Uш и на образцовом резисторе Uo. Сопротивление шунта
Rш+= Uш Ro ,
Uo w2
где Ro - сопротивление образцового резистора.
Аналогично определяется сопротивление Rш при противоположном направлении тока.
Относительная погрешность шунта ( в процентах) определяется по формуле
бm = Iном – Iд ۰100 = Rш-Rш.ном ۰100,
Iд Rш.ном
где Iном и Iд - номинальный и действительный токи шунта; Rш и Rш.ном - действительное и номинальное сопротивления шунта.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
