Шънт за амперметър: направете го сами, изчисляване на шунт за DC амперметър, включване на устройството

Амперметър е устройство, което измерва силата на тока, преминаващ в електрическа верига, което често е значително. Според закона на Ом, за да премине по-голям ток, амперметърът трябва да има възможно най-малко съпротивление. Решението е да се свърже шънт, успореден на устройството, който осигурява толкова ниска стойност на съпротивлението.

Защо е необходим шънт?

Шунтът е лентова линия (подсилена писта на дъската) или парче тел с доста дебел участък, намотка с ниско съпротивление (по-малко от 1 ом) или резистор с мощност 10 вата или повече. Използва се, когато например амперметър 10 А не може да измери, да речем, 50 А ток, консумиран от устройства, свързани към захранващата верига. В електрическия жаргон това явление се нарича „недостиг на ампер на кантара“. Или по-скоро обхватът на измерванията на тока на същия амперметър не обхваща толкова високи токове.

Изчисляване на съпротивлението на шунта

В допълнение към закона на Ом за участъка на веригата - нейното прекъсване, в което е включен амперметърът - се взема предвид и формулата на Кирххоф. Общият ток, протичащ на мястото, където е включено устройството, е равен на сумата от токовете, преминаващи през самия амперметър и неговия шунт.

Съпротивлението на амперметъра е няколко пъти по-голямо от външния шунт. Токът, преминаващ през външния шунт, е няколко пъти по-висок от този на самия амперметър.

В случай на цифрово устройство, където вместо измервателна глава се използват токов сензор и аналогово-цифров преобразувател, разпределението на токовете, съставляващи общия ток на веригата, не се променя.

Схема на свързване на устройство

Амперметърът е свързан последователно, за да отвори веригата. Последният може да се намира навсякъде в него. Самото устройство показва колко ампера на час консумира тази схема. Външният шънт също е включен последователно във веригата, но в същата празнина се оказва, успоредно на самия амперметър.

Какво можете да използвате?

В идеалния случай се използва парче тел или тел от метал или сплав, което леко променя електрическото си съпротивление при нагряване. И шънтът задължително ще се нагрява - поне до няколко десетки градуса, тъй като през него протича ток в единици и десетки ампери. Експертите препоръчват използването на манганинова сплав. Манганиновата тел (или лента) се счита за най-стабилния електрически елемент: нейният температурен коефициент на съпротивление е 200 пъти по-нисък от този на медта и 300 пъти по-нисък от този на желязото. Използването на медни и стоманени шунтове е способно да носи забележима грешка при значителни токове, които ги карат да се нагряват.

Но за груба оценка понякога се използва изправена кламер или парче тел.

Ако говорим за впечатляващ ток от стотици до хиляди ампери - например в началото на двигателя на КамАЗ, където се създава стартов ток от 500 или повече ампера, за да се развие вала на двигателя от стартера - тук просто ще се стопи обикновен шунт. Трябва да се използва настояща скоба - това е по-мощна версия на шунта. Същото се прави в електрически инсталации и разпределителни устройства с високо напрежение, където общият ток на консуматорите е доста висок.

Какво е необходимо?

За производството на шънт, освен тел, проводници, диелектрик и крепежни елементи, са необходими следните устройства.

  • Готов милиамперметър. Можете също да използвате галванометър - измервателна глава без вътрешни шунтове, резистори и т.н.
  • Лабораторно захранване, което доставя необходимия ампераж. Можете също да използвате автомобилна батерия във верига, с която е свързана последователно, например фарове 100/90 W, базирани на лампа с нажежаема жичка. Ако няма такъв фар, можете да свържете секция от нихромова електрическа намотка или мощен керамичен резистор за десетки ватове. Никога не свързвайте късо съединението с устройството, без товар.
  • При работа с битова осветителна мрежа - токоизправител диоден мост (или единични диоди с високо напрежение) и допълнителен прекъсвач 16 A, предпазители за няколко ампера.

Напрежението се прилага само след правилно сглобяване на веригата.

Направи си сам шънт

Не се препоръчва спирално навиване на проводника (или емайлираната тел) - индуктивността на получената намотка ще намали точността на амперметъра. Манипулирането на намотки има недостатъка на затихване на токови пренапрежения, особено в случай на задавена (сърцевинна) намотка. Ако парчето жица е твърде дълго, поставете го във вълнообразна змия.

Всеки изолатор е подходящ като диелектрик - от керамика до текстолит. В допълнение, тел, усукан под формата на намотка, може да прегрее диелектрик, който не може да издържи на повишена температура - повече от 150 градуса -. И само керамиката и закаленото стъкло са устойчиви на прегряване.

  • Първо се изрязва диелектрична плоча, в която се пробиват отвори за болтове с шайби и гайки. Материал - текстолит, гетинакс, дърво или композитни материали.
  • За значителна изолация на топлината на проводника от носещата плоча, върху болтовете са монтирани керамични пръстени. След тях се поставят шайби, които захващат проводника.
  • За да се предотврати спонтанно отвиване и падане от жицата и проводниците, пред гайките се поставят пружинни шайби.
  • Накрая жиците и краищата на проводниците се вкарват между шайбите и гайките се затягат.

Получената част е свързана паралелно с амперметър или галванометър.

Повторно калибриране на устройството

Трябва да се извърши ново калибриране на актуализирания амперметър за циферблат за нов шунт, както следва.

  1. Отстранете предната част на корпуса (прозорец за наблюдение на инструмента) заедно със стъклото.
  2. Свържете една от електрическите крушки с известен рейтинг последователно с амперметъра към батерия или променливотоков адаптер. И така, крушките с нажежаема жичка показват тока в ампери и напрежението във волта. Ако свържете LED панел или фар, който например показва напрежение 12 V и мощност 24 W, вашият работен ток ще бъде 2 A (мощност, разделена на напрежението на източника на захранване).
  3. Отбележете ъгъла, под който стрелката на инструмента се е отклонила, с точка с число (в случая това е 2).
  4. В идеалния случай включете едни и същи крушки или фарове паралелно една на друга, като всеки път увеличавате броя им с една. Така че можете да "маркирате" цялата скала на амперметъра. Този метод е добър за променлив ток - скалата на амперметъра е нелинейна поради влиянието на честотата на тока и спада на част от напрежението на диодите. Маркирането "на око" или използването на транспортир (или според вече съществуващ "владетел" на устройството), както често се прави с постоянен ток, няма да работи. По-добре да играете на сигурно и да бъдете по-точни.
  5. След като приключите с маркировката, сглобете устройството и проверете дали шунтовата стойка е здраво задържана, дали електрическият контакт между него и амперметъра е добър. Ако размерите на амперметъра позволяват, шънтът често се излива с епоксидно лепило и след това полученият елемент (под формата на лента) се залепва към задната стена на измервателната глава.

Амперметърът с нов шунт е готов за употреба. Сонди или токови скоби могат да бъдат свързани.

С множество шунтове

Амперметър също ще направи домашен килоамперметър. И така, от 100-амперно устройство е лесно да се направи 2 kA амперметър. На практика едва ли ще са необходими по-високи стойности. Ако имате на разположение измервател с един усилвател, направете няколко включени шунта. Не е необходимо да преоразмерявате скалата - достатъчно е да изберете шунтове за 5, 10, 50, 100 и повече ампера. Те се помещават в един външен корпус, заедно с изходни клеми (за сонди) и многопозиционен превключвател, номиниран за тези токови стойности.

Режимите са маркирани с маркер "x5", "x10" и т.н. Когато режимът е един и амперметърът се преобразува от един на десет ампера, след това вляво от буквата "А" напишете "x10" с по-малък шрифт.

      Когато правите мултирежимен амперметър, проводниците, свързващи превключвателя към шунтовете и инструмента, трябва да са възможно най-къси. Прекалено дългите проводници, свързани към готов шънт с точно съпротивление и вече калибрирано устройство, ще доведат до забележима грешка в измерването - те са свързани последователно с шунта и устройството, имат свое, макар и много малко, съпротивление. Лошото превключвател със значително окислени контакти ще доведе до факта, че устройството просто ще започне да „лъже“ - неговите части под напрежение и затварящата пружинна топка също въвеждат паразитна устойчивост.

      Фабричните амперметри са внимателно калибрирани, като едва излизат от поточната линия. Недостатъците се вземат предвид, когато заводът за производство на инструменти освободи следващата партида амперметри. Амперметрите със значителна грешка се отхвърлят и изпращат за рециклиране.

      Как да изчислите шунта за амперметъра, вижте по-долу.