Как рассчитать шунт для микроамперметра

В статье рассмотрим, как рассчитать шунт для микроамперметра — ключевой этап в электрических измерениях. Понимание этого процесса поможет точно измерять малые токи, избегая перегрузки прибора и обеспечивая его долговечность. Информация будет полезна студентам электротехники и практикующим инженерам, стремящимся повысить точность измерений.

Шунты для амперметра: подключение, применение и изготовление

Амперметр – это устройство, предназначенное для измерения силы тока, протекающего в электрической цепи, который может быть довольно значительным. Согласно закону Ома, для того чтобы пропустить более высокий ток, амперметр должен обладать минимальным сопротивлением. Оптимальным решением данной задачи является подключение шунта параллельно прибору, что позволяет достичь необходимого низкого уровня сопротивления.

При расчете шунта для микроамперметра эксперты рекомендуют учитывать несколько ключевых факторов. Во-первых, необходимо определить максимальный ток, который будет проходить через шунт, и его сопротивление. Для этого используют закон Ома, который связывает напряжение, ток и сопротивление. Специалисты подчеркивают важность выбора правильного материала для шунта, так как его сопротивление должно быть минимальным, чтобы не влиять на измерения.

Также важно учитывать, что шунт должен быть рассчитан на определенную мощность, чтобы избежать перегрева. Эксперты советуют использовать прецизионные резисторы с низким температурным коэффициентом, чтобы обеспечить стабильность показаний. Наконец, для повышения точности измерений рекомендуется проводить калибровку системы, что позволит учесть возможные погрешности и улучшить качество измерений.

https://youtube.com/watch?v=HQ6g-eeFUKo

Зачем нужен шунт?

Шунт – это полосковая линия (усиленная дорожка на плате) или отрезок провода с достаточно толстым сечением, низкоомная (менее 1 Ом) катушка или резистор с мощностью от 10 Вт. Он используется, когда, например, амперметр, рассчитанный на ток в 10 А, не может замерить, скажем, 50-амперный ток, потребляемый включёнными в электроцепь источника питания устройствами. На жаргоне электриков это явление называется «на шкале не хватает ампер». А точнее – диапазон замеров по току на этом же амперметре не охватывает такие высокие токи.

Параметр	Описание	Формула
I_изм	Максимальный измеряемый ток (диапазон измерения)	–
I_пр	Ток полного отклонения микроамперметра	–
R_пр	Внутреннее сопротивление микроамперметра	–
R_ш	Сопротивление шунта	R_ш = (I_пр * R_пр) / (I_изм – I_пр)
P_ш	Мощность, рассеиваемая на шунте	P_ш = I_ш^2 * R_ш = (I_изм – I_пр)^2 * R_ш
I_ш	Ток, протекающий через шунт	I_ш = I_изм – I_пр
U_пр	Падение напряжения на приборе	U_пр = I_пр * R_пр
U_ш	Падение напряжения на шунте	U_ш = I_ш * R_ш

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о расчете шунта для микроамперметра:

1. Принцип работы шунта: Шунт — это резистор, который подключается параллельно микроамперметру, чтобы измерять большие токи, не перегружая прибор. Он позволяет делить ток между собой и микроамперметром, что позволяет последнему работать в пределах своих измерительных возможностей.

2. Формула расчета: Для расчета значения шунта используется формула: ( R_s = frac{V_m}{I – I_m} ), где ( R_s ) — сопротивление шунта, ( V_m ) — максимальное напряжение на микроамперметре, ( I ) — общий ток, а ( I_m ) — максимальный ток, который может измерить микроамперметр. Это позволяет точно определить, какое сопротивление необходимо для безопасного измерения.

3. Температурный коэффициент: При выборе шунта важно учитывать температурный коэффициент сопротивления материала. Изменение температуры может влиять на сопротивление шунта, что, в свою очередь, может привести к ошибкам в измерениях. Поэтому часто используются резисторы с низким температурным коэффициентом, чтобы минимизировать влияние температуры на точность измерений.

https://youtube.com/watch?v=2A_AHY5U02A

Расчёт сопротивления шунта

Помимо закона Ома, который применяется к участку цепи с разрывом, где установлен амперметр, также учитывается и формула Кирхгофа. Общий ток, который проходит в точке подключения устройства, равен сумме токов, текущих через амперметр и его шунт.

Сопротивление амперметра значительно превышает сопротивление внешнего шунта. Ток, который проходит через внешний шунт, в несколько раз больше, чем ток, протекающий через сам амперметр.

В случае цифрового устройства, где вместо измерительной головки используется датчик тока и аналого-цифровой преобразователь, распределение токов, составляющих общий ток цепи, остается неизменным.

Схема включения устройства

Амперметр включается последовательно в разрыв цепи. Последний может находиться в любом её месте. Сам прибор показывает, сколько ампер в час потребляет эта цепь. Внешний шунт также включается последовательно в цепь, но в тот же самый разрыв, получается, параллельно самому амперметру.

https://youtube.com/watch?v=FJiwXiPbij8

Что можно использовать?

В идеале следует применять отрезок провода или проволоки, изготовленной из металла или сплава, который незначительно изменяет своё электрическое сопротивление при нагревании. Нагрев шунта неизбежен – он может достигать нескольких десятков градусов, поскольку через него проходит ток в диапазоне единиц и десятков ампер. Эксперты рекомендуют использовать сплав манганина. Манганиновая проволока (или лента) считается наиболее надежным электротехническим компонентом: её температурный коэффициент сопротивления в 200 раз меньше, чем у меди, и в 300 раз ниже, чем у железа. Применение медных и стальных шунтов может привести к значительным погрешностям при больших токах, которые вызывают их нагрев.

Однако для грубой оценки иногда используют распрямлённую канцелярскую скрепку или кусок провода.

Когда речь идет о мощных токах от сотен до тысяч ампер – например, при запуске двигателя «КамАЗа», где пусковой ток может достигать 500 и более ампер для вращения вала двигателя стартером, – обычный шунт просто расплавится. В таких случаях необходимо использовать токовые клещи – они представляют собой более мощную альтернативу шунту. Аналогичный подход применяется в электроустановках и распределительных устройствах с высоким напряжением, где общий ток потребителей довольно велик.

Что требуется?

Для изготовления шунта, кроме проволоки, проводов, диэлектрика и крепежа, потребуются следующие приборы.

• Готовый миллиамперметр. Можно использовать и гальванометр – измерительную головку без внутренних шунтов, резисторов и так далее.
• Лабораторный блок питания, выдающий требуемый ампераж. Можно воспользоваться и автомобильным аккумулятором, в цепь с которым последовательно включена, например, фара на 100/90 Вт на основе лампы накаливания. Если такой фары нет, можно подключить отрезок нихромовой электроспирали или мощный керамический резистор на десятки ватт. Ни в коем случае не подключайте шунт с прибором «накоротко», без нагрузки.
• При работе с бытовой осветительной сетью – выпрямительный диодный мост (или одиночные высоковольтные диоды) и дополнительный защитный автомат на 16 А, плавкие предохранители на несколько ампер.

Напряжение подаётся только после правильной сборки цепи.

Шунт своими руками

Спиральное сматывание проволоки (или эмальпровода) не рекомендуется, так как это может снизить индуктивность катушки и, соответственно, ухудшить точность измерений амперметра. Использование катушечного шунтирования имеет свои недостатки, особенно в плане гашения скачков тока, что особенно заметно при использовании дросселированных катушек с сердечником. Если длина проволоки слишком велика, лучше расположить её в форме волнистой «змейки».

В качестве диэлектрика можно использовать любой изолирующий материал, начиная от керамики и заканчивая текстолитом. Однако стоит учитывать, что скрученная в катушку проволока может перегреть диэлектрик, если его температура превысит 150 градусов. Только керамика и закалённое стекло способны выдерживать такие высокие температуры.

• В первую очередь необходимо вырезать диэлектрическую пластину, в которой просверливаются отверстия для болтов с шайбами и гайками. Для этого подойдут текстолит, гетинакс, дерево или композитные материалы.
• Чтобы обеспечить хорошую теплоизоляцию проволоки от несущей пластины, на болты устанавливаются керамические кольца. Затем сверху размещаются шайбы, которые зажимают проволоку.
• Для предотвращения случайного раскручивания и выпадения проволоки и проводов перед гайками устанавливаются гроверные шайбы.
• В завершение вставляются провода и концы проволоки между шайбами, после чего гайки затягиваются.

Полученная конструкция подключается параллельно амперметру или гальванометру.

Переградуировка прибора

Новую градуировку обновлённого стрелочного амперметра под новый шунт нужно произвести следующим образом.

1. Снимите переднюю часть корпуса (смотровое окно прибора) вместе со стеклом.
2. Подключите одну из лампочек известного номинала последовательно с амперметром к батарее или сетевому адаптеру питания. Так, на лампочках накаливания указывается ток в амперах и напряжение в вольтах. Если вы подключаете светодиодную панель или фару, на которой, например, указано напряжение 12 В и мощность в 24 Вт – вашим рабочим током будет 2 А (мощность, делённая на напряжение источника питания).
3. Отметьте, на какой угол отклонилась стрелка прибора, точкой с числом (в данном случае это 2).
4. Идеальный вариант – включите параллельно друг с другом одинаковые лампочки или фары, увеличивая их число каждый раз на одну. Так можно «прометить» всю шкалу амперметра. Этот способ хорош для переменного тока – шкала амперметра получается нелинейной за счёт влияния частоты тока и падения части напряжения на диодах. Разметка «на глаз» или с использованием транспортира (или по уже имеющейся «линейке» прибора), как часто делают при постоянном токе, не подойдёт. Лучше перестраховаться и сделать точнее.
5. Закончив разметку, соберите прибор и проверьте, надёжно ли держится крепление шунта, хорош ли электрический контакт между ним и амперметром. Если габариты амперметра позволяют, шунт часто заливают эпоксидным клеем, а затем получившийся элемент (в виде бруска) приклеивают к задней стенке измерительной головки.

Амперметр с новым шунтом готов к работе. Можно подключить щупы или токовые клещи.

С несколькими шунтами

Из амперметра можно создать и самодельный килоамперметр. Например, из прибора на 100 ампер легко получить амперметр, способный измерять до 2 кА. Более высокие значения в большинстве случаев не требуются. Если у вас есть прибор с диапазоном измерений в один ампер, можно изготовить несколько коммутируемых шунтов. Нет необходимости переразмечать шкалу – достаточно выбрать шунты на 5, 10, 50, 100 ампер и более. Они могут быть размещены в одном внешнем корпусе вместе с выходными клеммами (для подключения щупов) и многопозиционным переключателем, рассчитанным на такие токи.

Режимы можно обозначить маркером «x5», «x10» и так далее. Если режим один, а амперметр переделан из одноамперного в десятиамперный, то слева от буквы «А» добавьте надпись «x10» меньшим шрифтом.

При создании многорежимного амперметра провода, соединяющие переключатель с шунтами и прибором, должны быть как можно короче. Слишком длинные провода, подключенные к готовому шунту с точным сопротивлением и уже откалиброванному прибору, могут привести к значительной погрешности измерений – они включаются последовательно с шунтом и прибором, добавляя своё, пусть и незначительное, сопротивление. Некачественный переключатель с сильно окисленными контактами может привести к тому, что прибор начнёт давать неверные показания – токоведущие части и замыкающий подпружиненный шарик также создают паразитное сопротивление.

Заводские амперметры проходят тщательную проверку сразу после производства. Все недочёты учитываются при выпуске следующей партии амперметров на заводе. Приборы с высокой погрешностью отбраковываются и отправляются на переработку.

Расчет измерительного шунта миллиамперметра

Шунт (англ. Shunt) — электрическое или магнитное ответвление, которое включают параллельно основного контура цепи. Параллельное подключение одного звена электрической цепи к другому с целью понижения общего электрического сопротивления называется процессом шунтирования. Это нашло широкое применение в схемотехнике.

Шунты измерительных приборов

Измерительный шунт представляет собой резистор, который подключается параллельно к зажимам амперметра, тем самым позволяя расширить диапазон измерения тока, хотя и с некоторым снижением чувствительности и разрешающей способности прибора.

Для изготовления измерительных шунтов используется манганин. В зависимости от конструкции они бывают:

• внутренние;
• наружные (внешние).

При необходимости измерения малых токов (до 30 А) шунт обычно располагается внутри корпуса устройства. Для измерения больших токов, чтобы избежать перегрева, шунт выполняется в наружном варианте.

В портативных магнитоэлектрических устройствах, предназначенных для токов не более 30 ампер, внутренние шунты имеют несколько предельных значений для измеряемых токов.

Многопредельный шунт состоит из набора резисторов, которые можно переключать в зависимости от установленного предела измерения с помощью рычажного тумблера или перемещения провода между клеммами.

Внешние резисторы, как правило, имеют калибровку, рассчитанную на распространенные значения тока и напряжения. Эти шунтирующие резисторы могут иметь номинальные значения напряжения: 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ.

При использовании шунтов для измерения переменного тока может возникать дополнительная погрешность, связанная с частотой, так как сопротивления измерительного устройства и шунта зависят от частоты по-разному.

Шунтирующие элементы классифицируются по точности: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5. Цифровые значения, соответствующие каждому классу, указывают на допустимое отклонение сопротивления от номинала в процентах.

К эксплуатационным требованиям к шунтирующим элементам относятся: минимальные потери напряжения в области шунта для предотвращения перегрева оборудования; стабильность сопротивления для обеспечения точности измерений; устойчивость к коррозии и воздействию окружающей среды.

Контроль постоянного тока находит широкое применение, включая:

• источники питания для общественного транспорта,
• электрические генераторы и двигатели,
• сварочное оборудование,
• инверторы,
• и другие системы с высокими значениями постоянного тока.

Во многих отраслях промышленности использование шунтирующих резисторов зарекомендовало себя как надежный, точный и долговечный метод для непрерывного измерения постоянного тока.

Расчет и изготовление шунта

Амперметр M367 имеет максимальный предел измерения тока 150 А. Очевидно, что при определении таких величин силы тока задействовано внешнее шунтирующее сопротивление. Освобожденный от влияния шунтирующего элемента прибор приобретает свойства миллиамперметра с максимальным показанием силы тока 30 мА.

Следовательно, варьируя разными значениями сопротивления електр. звена, можно добиться любой области измерения. Чтобы подтвердить это на практике, можно создать шунт для амперметра своими руками.

Основные понятия и формулы

Суммарная величина тока I делится между шунтирующим резистором (Rш, Iш) и измерительным прибором (Rа, Iа), причем их сопротивления находятся в обратной пропорциональной зависимости.

Электросопротивление ответвления измерительной цепи можно выразить формулой: Rш=RаIа / (I-Iа).

Чтобы увеличить масштаб измерения в n раз, необходимо использовать следующее значение: Rш=(n-1) / Rа, где n=I/Iа — это коэффициент шунтирования.

Расчет шунтирующего звена

Для расчета шунта микроамперметра можно воспользоваться данными об измерительной головке прибора: сопротивление рамки (Rрам), величина тока, которая соответствует максимальному отклонению индикаторной стрелки (Iинд) и наибольшее значение прогнозируемой шкалы измерения тока (Imax). Максимальным измеряемым током примем значение 30 мА. Значение Iинд определяется экспериментальным путем. Для этого последовательно включается в электрическую цепь переменный резистор R, шкала индикатор и измерительный тестер.

Перемещая ходунок резистора R, следует добиться максимального показания стрелки на шкале индикатора и зафиксировать показания Iинд на тестере. Вследствие опыта известны величины Iинд = 0.0004 А и Rрам=1кОм (также измеряется тестером), этого достаточно для дальнейшего расчета сопротивления шунта микроамперметра (индикатора) по формуле:

Rш=Rрам * Iинд / Imax; получаем Rш=13,3 Ом.

Длина проводника

Выбирая материал для создания токовой части шунта и зная его удельное сопротивление, необходимо произвести расчет длины этой части.

Согласно формуле: Rш = p * J / S,

где: p — удельное сопротивление, J — длина, S — площадь поперечного сечения проводника, следует определить геометрические параметры медного провода (p = 0.0175 Ом*мм²/м).

Площадь поперечного сечения можно вычислить, используя предполагаемое значение диаметра:

Таким образом, искомая величина будет равна:

При диаметре проводника d = 0.1 мм, подставив известные значения, мы получаем длину:

Расчет шунта для амперметра постоянного тока дал следующие результаты:

максимальный измеряемый ток — 30 мА;

материал проводника — медная жила диаметром 0.1 мм и длиной 0.45 м.

Для упрощения расчетов и удобства работы с шкалами измерительных приборов рекомендуется использовать онлайн-калькулятор.

Амперметр для зарядного устройства

Нелишним будет знать, как сделать из вольтметра амперметр и применить его в процессе контролирования силы тока при зарядке аккумуляторных батарей.

Необходимый стрелочный вольтметр проверяется на способность стрелки полностью отклонятся вдоль измерительной шкалы. Следует убедиться в отсутствии добавочных сопротивлений или внутреннего шунта.

До этого был рассмотрен расчетный метод подбора шунтирующего резистора, в этом случае самодельный амперметр получается сугубо практическим путем, с помощью добавочного изм. прибора или тестера с пределом измерения до 8 А.

Соединяется в простую схему зарядный выпрямитель, дополнительный образцовый амперметр, проводник для будущего шунта и заряжаемая аккумуляторная батарея.

Для изготовления шунта для амперметра 10А своими руками на концах неизолированного толстого медного проводника длиною до 80 см выгибаются кольцеобразные дуги под крепеж болтом. После чего подсоединяется последовательно с образцовым изм. прибором в электрическую цепь выпрямитель — аккумулятор.

Один из концов стрелочного вольтметра основательно соединяется с шунтом, а другим, как щупом, проводится по медному проводу. Подается питание через выпрямитель и устанавливается по образцовому амперметру сила тока в цепи 5А.

Начиная от места крепления, щупом от вольтметра следует вести по проводу, пока на обоих приборах не установятся одинаковые значения тока. Согласно величине сопротивления рамки используемого стрелочного вольтметра определяется нужная длина провода шунтирования величиною до метра.

Проводник шунта возможно смотать в виде спирали либо как-то еще. Витки легонько растянуть с целью избежать прикосновений между ними или изолировать хлорвиниловой трубкой по всей длине спирали шунта.

Вариант предварительного определения длины провода для последующей замены изолированным проводником тоже вполне приемлем и практичен, но требует внимательности и тщательности в операциях замены шунта, повторяя все этапы по нескольку раз. Связано это с точностью показаний амперметра.

Соединительные провода от вольтметра должны быть обязательно припаяны непосредственно к шунтирующей спирали, иначе прибор будет иметь погрешности в показаниях.

Провода соединяющие шунт и изм. прибор выбирают произвольной длины, поэтому шунтирующий элемент возможно поместить в любой части корпуса выпрямителя.

Шкала амперметра для измерения величины постоянного тока равномерная, этим нужно руководствоваться при ее выборе. Букву V правильно заменить на А, а цифровые значения подогнать из расчета максимального тока в 10 А.

Как рассчитать шунт для микроамперметра

Для измерения силы тока используется прибор, известный как амперметр. На практике часто возникает ситуация, когда под рукой нет устройства с необходимым диапазоном измерений. Обычно диапазон либо слишком мал, либо слишком велик. В данной статье мы рассмотрим, как можно изменить рабочий диапазон амперметра. Амперметры, предназначенные для больших токов от 20 ампер и выше, обычно имеют внешний шунтирующий резистор, который подключается параллельно с амперметром. На рисунке 1 представлена схема подключения амперметра с шунтирующим резистором.

В качестве примера в наших экспериментах будет использоваться амперметр M367 с диапазоном до 150 ампер, что подразумевает использование внешнего шунтирующего сопротивления при таких токах.

Если убрать шунтирующий резистор, амперметр станет миллиамперметром с максимальным отклонением стрелки в 30 мА (в дальнейшем будет объяснено, откуда взято это значение). Таким образом, используя различные шунтирующие сопротивления, можно настроить амперметр на практически любой диапазон измерений.

Давайте подробнее рассмотрим наш измерительный прибор. Из его маркировок можно извлечь следующую информацию. В верхнем правом углу (цифра 1 на изображении) указана модель измерительной головки М367. Прибор был изготовлен на краснодарском заводе измерительных приборов (это можно определить по ромбику с буквами ЗИП). Год выпуска — 1973, серийный номер — 165266.

В нижнем левом углу (цифра 2 на изображении) указано, что прибор предназначен для измерения постоянного тока. Это магнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой. Напряжение между корпусом и магнитоэлектрической системой не должно превышать 2 кВ. Рабочее положение шкалы — вертикальное. Класс точности прибора составляет 1,5%. Согласно ГОСТ 8711-60, измерительная головка рассчитана на измерение силы тока до 150 ампер с использованием внешнего шунтирующего сопротивления, которое должно обеспечивать падение напряжения в 75 милливольт.

Таким образом, это максимум информации, которую удалось извлечь из маркировки амперметра. Теперь перейдем к расчетам. Сопротивление шунта можно определить по формуле:

Если все необходимые данные для расчета известны, можно приступать к вычислениям. Для упрощения можно воспользоваться онлайн-калькулятором ниже:

В нашем случае из формулы видно, что данных недостаточно. Нам известен только максимальный измеряемый ток с шунтом, то есть тот ток, который мы хотим видеть при максимальном отклонении стрелки амперметра.

Из маркировки прибора удалось выяснить падение напряжения на шунтирующем сопротивлении. Это уже полезная информация. Из этого параметра видно, что при подаче на прибор напряжения в 0,075 вольт (75 мВ) стрелка отклонится до максимального значения на шкале 150 ампер. Таким образом, максимальное отклонение стрелки прибора достигается при подаче напряжения 75 мВ. Однако для расчета все еще не хватает данных. Необходимо узнать сопротивление прибора и ток, при котором стрелка отклоняется до максимального значения без шунтирующего резистора. Далее предлагаю несколько способов для определения необходимых параметров и решения задачи.

Первый способ. С помощью блока питания определяем максимальное отклонение стрелки по току и напряжению без шунта. В нашем случае напряжение уже известно, поэтому его измерять не будем. Измеряем ток и отклонение стрелки. Поскольку блока питания под рукой не оказалось, воспользовались очень разряженной батарейкой типа АА. Ток, который батарейка могла еще отдать, составил 12 мА (по показаниям мультиметра). При этом токе стрелка прибора отклонилась до значения на циферблате 60А. Далее определяем цену деления и рассчитываем полное (максимальное) отклонение стрелки. Поскольку шкала циферблата амперметра размечена равномерно, узнать (рассчитать) ток максимального отклонения стрелки не составит труда.

Цена деления прибора рассчитывается по формуле:

Для упрощения можно воспользоваться онлайн-калькулятором ниже:

Расчет показал, что цена деления штатной шкалы прибора составляет 5 ампер. При токе 12 мА стрелка отклонялась до показания 60А. Таким образом, цена одного деления без шунта составляет 1 мА. Всего делений 30, соответственно максимальное отклонение стрелки до значения 150А без шунта составляет 30 мА.

Далее, используя закон Ома, находим сопротивление прибора: 0,075/0,03=2,5 Ом.

Для упрощения можно воспользоваться онлайн-калькулятором расчета сопротивления шунтирующего резистора выше.

Второй вариант. С помощью прецизионного мультиметра измеряем сопротивление амперметра, а затем, зная напряжение максимального отклонения стрелки, находим ток максимального отклонения. Измерения проводились с помощью прецизионных мультиметров Mastech MS8218 и Uni-t UT71E. При измерении сопротивления амперметра значение составило 2,50-2,52 Ом прибором UT71E и 2,52-2,53 прибором MS8218.

Формула для расчета тока отклонения стрелки до максимального значения:

Для упрощения вычислений максимального тока отклонения стрелки амперметра можно воспользоваться калькулятором ниже:

Далее, как и в первом варианте, выполняем расчет сопротивления шунтирующего резистора (калькулятор выше). Для расчета было принято среднее значение измеренного сопротивления амперметра двумя мультиметрами Rприб = 2,52 Ом.

Если сравнить результаты двух методик, то они совпадают до четвертого знака после запятой, а в некоторых случаях даже до пяти знаков.

О тонкостях изготовления шунтирующего сопротивления расскажу в следующей статье: Как сделать шунт (шунтирующий резистор) для амперметра. Самый простой метод подбора.

Расчеты шунта для микроамперметра

Часто в радиолюбительской практике, особенно при построении зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов, в качестве вольтметров и амперметров используются микроамперметры. Для этого к микроамперметру подключаются добавочные резисторы (шунта). Если нужен амперметр, то резистор подключают параллельно микроамперметру, а если нужно измерять напряжение, – последовательно.

Формула для расчета добавочного сопротивления (шунта) для измерения силы тока:

Ошибки и погрешности при расчете шунта

При расчете шунта для микроамперметра важно учитывать различные ошибки и погрешности, которые могут повлиять на точность измерений. Эти факторы могут быть связаны как с самим устройством, так и с условиями его эксплуатации. Рассмотрим основные из них.

1. Ошибки измерения тока: Микроамперметры имеют свои пределы измерения, и если ток превышает эти пределы, это может привести к искажению показаний. Важно убедиться, что ток, который будет проходить через шунт, находится в пределах допустимого диапазона для конкретного прибора.

2. Температурные коэффициенты: Все компоненты, используемые для создания шунта, имеют температурные коэффициенты, которые могут влиять на их сопротивление. При изменении температуры сопротивление шунта может изменяться, что приведет к ошибкам в измерениях. Рекомендуется использовать материалы с низким температурным коэффициентом, такие как манганин или константан, чтобы минимизировать эти эффекты.

3. Погрешности компонентов: При выборе резисторов для шунта необходимо учитывать их допуск. Резисторы с высоким допуском могут вносить значительные погрешности в расчетное значение шунта. Для повышения точности рекомендуется использовать резисторы с допуском не более 1% или даже 0.1%.

4. Влияние соединений: Качество соединений между шунтом и микроамперметром также может влиять на точность измерений. Плохие соединения могут привести к дополнительным сопротивлениям, что искажает результаты. Используйте качественные соединители и проводники, чтобы минимизировать это влияние.

5. Параллельные токи: Если в цепи присутствуют другие токи, которые могут проходить параллельно с измеряемым током, это может привести к ошибкам в показаниях. Важно правильно изолировать измеряемую цепь и убедиться, что через шунт проходит только тот ток, который необходимо измерить.

6. Неправильный расчет шунта: Ошибки в расчетах, такие как неверное определение необходимого значения тока или сопротивления шунта, могут привести к значительным погрешностям. Всегда проверяйте свои расчеты и используйте формулы, соответствующие конкретной конфигурации схемы.

Учитывая все вышеперечисленные факторы, можно значительно повысить точность измерений с помощью микроамперметра. Важно проводить регулярные проверки и калибровку оборудования, чтобы минимизировать влияние ошибок и погрешностей на результаты измерений.

Вопрос-ответ

Как определить размер шунта?

Максимальное значение шунтирующего резистора рассчитывается как отношение выходного напряжения усилителя в полном диапазоне к его коэффициенту усиления, деленное на максимальный ток нагрузки. Следует отметить, что диапазон выходного напряжения в полном диапазоне зависит от напряжения питания устройства и ограничения размаха выходного сигнала.

Какое сопротивление шунта на 10 ампер?

Шунт токовый внутренний 75 мВ 10 ампер – это проводник со сверхнизким сопротивлением, или попросту низкоомный резистор. Шунт для амперметра необходим при измерении постоянного тока 10 А. Сопротивление шунта составляет 7500 мкОм.

Как подобрать шунт для амперметра?

Чтобы подобрать шунт, нужно знать ток, при котором стрелка отклоняется в крайнее положение. Для этого ставлю на лабораторном блоке питания напряжение 1 В и подключаю модуль последовательно с резистором 10 кОм. В этом случае ток не превысит 100 мкА, и очень маловероятно, что чувствительность этого модуля лучше.

Как рассчитать шунтирующий резистор?

Указание шунтирующего резистора. Значение сопротивления определяется падением напряжения при максимальном номинальном токе. Например, шунтирующий резистор, рассчитанный на 100 А и 50 мВ, имеет сопротивление 50/100 = 0,5 мОм. Падение напряжения при максимальном токе обычно составляет 50, 75 или 100 мВ.

Советы

СОВЕТ №1

Перед тем как начать расчет шунта, убедитесь, что вы точно знаете диапазон измеряемых токов. Это поможет вам выбрать правильные значения сопротивления шунта и избежать перегрузки микроамперметра.

СОВЕТ №2

Используйте формулу для расчета шунта: R_shunt = (V_fullscale / I_fullscale) – R_meter, где V_fullscale — максимальное напряжение на микроамперметре, I_fullscale — максимальный ток, который вы хотите измерить, а R_meter — внутреннее сопротивление вашего микроамперметра. Это поможет вам получить точные значения.

СОВЕТ №3

Обратите внимание на мощность шунта. Убедитесь, что выбранный вами резистор может выдерживать мощность, которая будет на него приходиться. Рассчитайте мощность по формуле P = I^2 * R, чтобы избежать перегрева и повреждения компонентов.

СОВЕТ №4

После установки шунта обязательно проведите калибровку вашего микроамперметра. Это поможет убедиться, что ваши измерения точны и соответствуют ожидаемым значениям, особенно если вы используете шунт в критически важных приложениях.