Додаткові резистори і вимірювальні шунти

Вони застосовуються в ролі вимірювальних перетворювачів напруги в струм. Їх використовують в схемах разом з вольтметрами для вимірювання значень струму. Застосування додаткових резисторів дає можливість істотно розширити межі вимірювання напруги вольтметром, ватметри, фазометри і іншими подібними механізмами, які паралельно приєднані в електричний ланцюг.

При застосування додаткового резистора разом з вимірювальним приладом підключення здійснюється послідовно. Тоді вимірювальний струм I буде визначатися таким чином

де U - вимірювана напруга, Rи - опір вимірювального механізму, Rд - опір додаткового резистора.

Припустимо, що у вимірювача напруги вольтметра межа вимірювання Uном. а у вимірювального механізму опір дорівнюватиме Rи. тоді за рахунок наявності додаткового опору Rд можна збільшити межу вимірювання в певну кількість разів (n), і при сталості струму мережі I отримуємо такий вираз:

Зробивши елементарне обчислення, отримаємо:

Звідси отримуємо висновок. що значення додаткового опору завжди на n-1 раз вище вимірювального опору.

Додаткові опори використовують в ланцюгах постійного і змінного струму. Для їх виготовлення застосовують спеціальну манганітовую дріт. яку намотують на каркаси з діелектричного матеріалу. В ролі останнього можуть виступати полімери, органічне волокно, і т.п.

Якщо додатковий опір працює при змінному струмі, тоді його обмотка повинна бути виконана з біфілярного матеріалу, щоб можна було зробити безреактивное опір.

Перевагами використання додаткових резисторів є розширення меж вимірювання вольтметрів і відчутно знижують рівень температурної похибки, яка завжди з'являється в ході будь-якого вимірювання.

Додаткові опори застосовують в переносних приладах і виготовляють секційними з декількома межами вимірювання. Крім того, вони бувають внутрішніми і зовнішніми.

Зовнішні можуть виготовляти у вигляді окремих блоків. Вони діляться на індивідуальні і калібровані. Калібрований підійде до будь-якого вимірювального приладу, номінальний струм якого відповідає номінальному струму опору. Індивідуальний підійде тільки для того вимірювального пристрою, під який була здійснена його градуювання.

Калібровані опору мають класи точності, які розраховані на номінальні струми від 0,5 до 30 мА. Максимальна напруга, при якому можна застосовувати додаткові опору, - 30 кВт.

Вимірювальні шунти їх види та різновиди

Різновидом додаткових резисторів є вимірювальні шунти, які вдають із себе прості вимірювальні перетворювачі струму в напругу.

Насправді вимірювальний шунт - це опір з чотирма клемами. Двома вхідними, на які подається струм I. отримали назву струмові і дві вихідних, на яких здійснюється знімання напруги U. їх називають потенційними зажимами. Саме до них і підключений вимірювальний механізм пристрою, за допомогою якого здійснюються заміри.

Властивості вимірювального шунта описують номінальне значення вхідного струму і вихідної напруги. З їх співвідношення можна знайти обчислити опір елемента:

Основне призначення вимірювального шунта - розширення меж вимірювання струму за допомогою стандартних вимірювальних приладів. При цьому більше струму слід через елемент, а менша частина тече через головку вимірювального пристрою. Через те що шунти мають мінімальний опір, їх дуже часто використовують в електричних схемах з постійним струмом і в сукупності з магнітоелектричними вимірювальними головками.

Припустимо, що в електричній схемі є вимірювальний механізм, приєднаний паралельно, то залежність струму що проходить через нього з вимірюваним струмом описується відповідно до формули:

де Rи - опір вимірювального механізму, Rш - шунта.

Якщо нам необхідно знизити вимірювальний струм в кілька n раз, тоді опір шунта обчислимо так:

де n = I / I та й є коефіцієнт шунтування.

Якщо через шунт тече невеликий струм, то його вбудовують в корпус вимірювального пристрою. Такі елементи називають внутрішніми. Для магнітоелектронних приладів, які в процесі експлуатації переносять, використовувані шунти виготовляють з декількома межами вимірювання.

Якщо йде струм буде великих номіналів, то шунти встановлені зовні на вимірювальному приладі. Такі елементи розраховують на падіння напруги і певні струми.

Якщо шунт з пристроєм вимірювання приєднаний в схему змінного струму, то в ході роботи з'являється додаткова похибка, яка залежить від зміни частоти і опором шунта, а також вимірювального механізму.