1.3.1 Шунт

3.1 Шунт призначений для розширення границь вимірювання магнітоелект­ричних приладів за струмом і являє собою чотири затискачевий резистор (рис. 1.3, а), струмові затискачі С якого вмикають послідовно в коло вимірюваного струму а потенціальні П - паралельно до вимірювального механізму чи приладу магніто-електричної системи ВМ з внутрішнім опором RВМ який переважно працює в режимі мілівольтметра, тобто шунт є перетворювачем струму в напругу.

Рис. 1.3. Схеми ввімкнення однограничного шунтa

Для схеми, зображеної на рис. 1.3, а, справедливі такі співвідношення:

(1.5)

де - опір шунта; - спад напруги на шунті; - струм, що протікає через шунт;

I_х- вимірюваний струм;

U_ш- спад напруги на вимірювальному механізмі;

Iвм- струм, що протікає через вимірювальний механізм; опір вимірювального механізму.

Основними метрологічними характеристиками шунтів згідно з ГОСТом 8042-93 [4] є: номінальне значення опору R_шн , номінальне значення спаду напруги U_шн , номінальне значення струму І_шн , яке дорівнює границі вимірювання приладу, побудованого на основі вимірювального механізму і шунта, та клас точності.

Шунти поділяються на внутрішні, які входять до складу вимірювального кола приладу і розміщені всередині його корпусу, і зовнішні, які є самостійними вимірювальними пристроями. Зовнішні шунти, своєю чергою, поділяються на універсальні або взаємозамінні та індивідуальні або частково взаємозамінні. Універсальні шунти можуть використовуватись в комплекті з будь-яким приладом, який має такий самий номінальний спад напруги, як і шунт, а індивідуальні - тільки з конкретними приладами. За призначенням шунти поділяються на стаціонарні та переносні. Як внутрішні, так і зовнішні шунти можуть бути одно- або багатограничними.

Границю вимірювання амперметра, побудованого на основі вимірювального механізму і універсального шунта, здебільшого визначають за формулою:

, (1.6)

але обов’язково повинна виконуватися умова :

, (1.7)

деструм повного відхилення приладу чи вимірювального механізму, що використовується з шунтом; к- безрозмірне число, яке дорівнює класу точності приладу.

Якщо застосовуються шунти, для яких умова не виконується, наприклад, внутрішні чи індивідуальні та струмом вимірювального механізму нехтувати не можна, і границю вимірювання побудованого амперметра визначають за формулою

+ (1.8)

Номінальне значення опору шунта R_шн і границю вимірювання побудованого амперметра можна визначити також, виходячи із значення коефіцієнта шунтування ,який показує, у скільки разів розширюється границя вимі-рювання приладу:

(1.9)

Номінальні значення спаду напруги на шунтіU_шнможуть дорівнювати: 15; ЗО; 45 ; 75; 150; 300 мВ, а номінальний струм І_шн= а- 10", (де а - одне із чисел: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 7,5; n - будь-яке ціле число).

Внутрішні шунти виготовляють переважно на струми до 30 А, а зовнішні -до 10 кА. Шунти виготовляють із манганіну у вигляді котушок опору (якщо І_н 1А) або у формі пластин чи стержнів, запаяних у масивні латунні або мідні наконечники (якщо І_Н>1А).

Похибка внутрішнього шунта входить до основної похибки приладу, до вимірювальної схеми якого входить сам шунт, а зовнішні шунти, які є самостійними вимірювальними пристроями, мають свій клас точності, який позначають одним числом с, яке вибирають із ряду : 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 і яке дорівнює границі допустимої відносної основної похибки шунта δ_Ш,гр, тобто:

∙100%=±с,%, (1.10)

де - границя допустимої абсолютної основної похибки шунта, Ом.

Діапазон нормальних значень температур застосування шунтів залежно від їх класу їх точності становить: (20 ± 2) °С - для класу точності 0,02; (20 ± 5) °С — для класів точності 0,05; 0,1; від +10 °С до +35 °С - для класів точності 0,2; 0,5; діапазон робочих значень температур - відповідає для засобів вимірювальної техніки 2.. .7 груп.

Границя допустимої додаткової температурної похибки δ_θ,гр шунтів, спричиненої зміною температури повітря між верхньою (або нижньою) границею діапазону нормальних значень і будь-якого з суміжної області діапазону робочих значень температур застосування на кожні 10 С залежно від їх класу точності становить: ±0,015 % - для класу точності 0,05; ± 0,025 % - для класу точності 0,05; ± 0,05 % - для класу точності 0,05; ± 0,1 - для класів точності 0,2; 0,5.

Основні метрологічні характеристики деяких зовнішніх взаємнозмінних шунтів наведені в табл. 1.1.

Таблиця 1.1.

Тип шунта	Клас точності	Номінальне значення напруги, мВ	Номінальне значення струму, А	Діапазон робочих температур, °С
ШС-75	0,5	75	5; 10; 20; ЗО; 75; 100; 150;...; 5000; 6000; 7500	-50...60 (група 6)
75 ПІП	0,2	75	0,3; 0,75; 1,5; 7,5; 15; 30; 75; 100	-30...50 (група 5)
150 ШС	0,5	150	150; 300; 750; 1500; 2000;...; 7500; 10000	-30...50 (група 6)