Подключение шунта для счетчиков

Шунт (электрический) — Shunt (electrical)

В электроника, а шунт это устройство, которое создает низкийсопротивление путь для электрический ток, чтобы позволить ему обойти другую точку в схема. [1] Слово происходит от глагола «шунтировать», означающего отвернуться или пойти другим путем.

Устройство и принцип работы

Прибор фиксирует и анализирует количество входящих импульсов при поступлении электроэнергии. В дальнейшем сигнал обрабатывается аналого-цифровым блоком с отображением на жидкокристаллическом дисплее или механическом роликовом табло.

Сведения параллельно записываются во встроенную память, предусмотрена возможность удалённой передачи информации благодаря интерфейсу и модему. Комплектация изделия различается для отдельных модификаций модели.

Внутри корпуса, закрывающегося общей крышкой, размещены следующие узлы:

• планка контактов с отдельной крышкой;
• печатная плата.

Печатная плата укомплектована следующими элементами:

• блоком питания;
• импульсным выходом;
• микроконтроллером;
• встроенной памятью;
• интерфейсом, оптопортом или модемом, в зависимости от варианта комплектации;
• жидкокристаллическим экраном или механическим табло.

Немного теории об амперметре

Если вы хорошо представляете себе, как работает амперметр, то этот подраздел можно перескочить. Для тех же, кто не очень ориентируется в этой теме, предлагается краткая информация, которая поможет понять изложенный дальше материал, и избежать некоторых опасных ошибок.

Амперметр для автомобиля состоит из двух основных компонентов, а именно – токового калиброванного шунта и собственно самого прибора с электронной начинкой и дисплеем. Токовый шунт представляет собой короткий проводник строго определенного сопротивления. Этого добиваются путем подбора материала, длины и сечения. Чтобы откалибровать шунт, на нем делаются пропилы, за счет которых постепенно уменьшается сечение, а значит, увеличивается сопротивление.

Сам амперметр для автомобиля – это ни что иное, как обычный вольтметр, который откалиброван под конкретный шунт. То есть, амперметр измеряет не амперы (ток), как многие полагают, а вольты (напряжение). Силу тока же прибор только отображает на дисплее, получая данные о нем путем нехитрых математических вычислений, которыми «занимается» электронная начинка.

Работает же это все следующим образом. Шунт устанавливается в разрыв провода, протекающий ток по которому мы хотим измерять. Поскольку шунт имеет какое-то сопротивление (хоть и очень маленькое – доли одного ома), на нем падает некое напряжение. Это означает, что на его концах при протекании тока присутствует разность потенциалов (напряжение). Амперметр измеряет это напряжение и, «зная» точное сопротивление шунта, по закону Ома в режиме реального времени вычисляет силу тока. Результат этих вычислений отображается на дисплее в амперах и его долях (десятых или сотых, в зависимости от точности амперметра).

Абсолютно так же работает и амперметр в популярных сегодня мультиметрах. Внутри него есть шунт (толстая проволока), на концах которого прибор измеряет напряжение, преобразуя полученные значения в амперы.

Чисто теоретически ток в любом интересующем нас проводе можно измерить и без амперметра. Для этого, пока провод обесточен, нам надо узнать его точное электрическое сопротивление в омах. Затем, когда через него течет ток, измеряется напряжение на концах. Зная сопротивление участка цепи и падение напряжения на нем, легко вычислить и ток. Для этого напряжение надо поделить на сопротивление.

Но проблема в том, что сопротивление провода очень мало, и измерить его точно обычными бытовыми мультиметрами почти невозможно. То же самое касается и напряжения. Оно там настолько маленькое, что точности недорогих вольтметров просто не хватит. Автомобильные же амперметры – это очень чувствительные мили- или даже микро-вольтметры, которые это падение напряжения способны определить с высокой точностью.

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.

Originally posted 2018-04-18 12:28:37.

Защита от внешних магнитов

Внешние магниты способны оказывать очень негативное влияние на измерительные трансформаторы тока ТТ.

Трансформатор тока является одним из наиболее популярных устройств измерения тока в цепях переменного напряжения. Ниже показан его принцип работы:

Протекая через шину или провод, переменный ток создает магнитный поток в сердечнике трансформатора, который потом индуцирует переменный ток во вторичной обмотке. Если в первичной обмотке будет протекать ток нагрузки, то во вторичной обмотке протекает ток первичной, деленный на N (количество витков вторичной обмотки). Выходной ток трансформатора тока будет потенциально изолирован от напряжений и токов первичной цепи.

Если на прибор будет действовать сильное внешнее магнитное поле, то оно может привести к насыщению сердечника трансформатора тока и ввести ошибки в его работу. Проще говоря – вывести его из строя.

Есть несколько способов борьбы с таким явлением:

1. Если трансформатор тока является встроенным в счетчик устройством, то необходимо добиться такого его расположения внутри устройства, чтобы ограничить доступ внешних магнитных полей. Если добиться такого расположения не представляется возможным, то необходимо предусмотреть его экранирование от внешних магнитных полей.
2. Также возможен вариант с заменой трансформатора тока на катушку Роговского. Данная катушка не имеет металлического сердечника, и применение внешних магнитных полей никак не повлияет на точность ее измерения.
3. Существует вариант с использованием измерительного шунта. В качестве шунта может быть использован резистор малого напряжения. Этот метод обеспечивает довольно точное измерение, однако это прямой метод измерения и нужно выполнять специальные защиты для системы управления.
4. Помещение рядом с уязвимым элементом датчика магнитного поля. Когда значение магнитного поля превысит допустимое значение (несмотря на его полярность), датчик подаст сигнал в микроконтроллер о том, что магнитное поле превысило допустимое.

Информация о VP-шунте

VP-шунт — это устройство, которое во время операции устанавливают в вашем теле. Шунт выводит спинномозговую жидкость из головного мозга в брюшную полость (живот), где она поглощается вашим телом. Это снижает давление и уменьшает отек в головном мозге.

VP-шунт состоит из 3-х частей (см. рисунок 2):

Рисунок 2. VP-шунт

• Обратный клапан и резервуар, контролирующие поток спинномозговой жидкости.
• Короткий катетер (тонкая гибкая трубка), который выводит спинномозговую жидкость из головного мозга. Он крепится к клапану и может быть размещен в передней, задней или боковой части головы.
• Длинный катетер, перемещающий спинномозговую жидкость в брюшную полость. Он крепится к клапану и прокладывается под кожей, за ухом, проходит по шее и опускается в брюшную полость.

Для получения дополнительной информации об операции по установке вентрикулоперитонеального шунта ознакомьтесь с материалом Об операции по установке вентрикулоперитонеального шунта у пациентов детского возраста.

Так как VP-шунт выводит лишнюю спинномозговую жидкость и снижает давление в головном мозге, то он может облегчить симптомы. Некоторые симптомы исчезнут сразу после операции. Другие будут проходить медленнее, иногда этот процесс занимает несколько недель.

Программируемый VP-шунт также может использоваться для введения некоторых лекарств в желудочки.

О настройках программируемого VP-шунта

Объем спинномозговой жидкости, выводимый VP-шунтом, зависит от того, какое давление установлено при помощи настроек. С помощью программируемого VP-шунта ваш нейрохирург может регулировать настройки давления шунта даже после его установки. Как правило, установка более высокого значения настройки давления означает, что шунт выводит меньше жидкости. При более низком значении настройки давления выводится больше спинномозговой жидкости. Настройки разных производителей отличаются.

• Тип программируемого VP-шунта: ____________________________
• Настройка давления: _____________________________________

Ваша медсестра/медбрат выдаст вам специальную карточку, в которой будет указано, что у вас гидроцефалия и установлен программируемый VP-шунт. Запишите в этой карточке-памятке тип вашего программируемого VP-шунта и значение настройки давления. Всегда носите ее с собой. Если вам требуется срочная медицинская помощь, покажите карточку медицинским сотрудникам.

Подключение амперметра

Вот и добрались до основного раздела статьи. При подключении амперметра, пожалуй, может возникнуть лишь один вопрос: параллельно или последовательно подсоединять прибор к тестируемой цепи? Ответ тоже один: ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО. При этом подключение может быть прямым и косвенным.

В случае прямого соединения, амперметр включается в цепь между источником питания и электроприбором. При косвенном подключении включение в цепь происходит с шунтом или через трансформатор. Если шунт увеличивает сопротивление сети, то трансформатор преобразует ток с большими значениями до величин, которые можно измерить амперметром.

К сведению. Существенной разницей между подключением вольтметра и амперметра является то, что вольтметр подключается параллельно. Из-за этого профессионалы говорят, что измеритель напряжения к цепи подключают, а прибор для измерения силы тока в цепь включают.

При подключении амперметра нужно учесть несколько важных моментов:

• измеряемый в цепи ток не должен превышать максимально допустимого для данного устройства;
• при включении в цепь обязательно соблюдение полярности.

Во время проведения измерений необходимо обеспечить отсутствие вибраций в месте установки амперметра. Порядок действий при подключении прибора следующий:

1. Определяются входящий и выходящий контакты, и их полярность. Положительный контакт окрашен в красный цвет, отрицательный в черный. На некоторых моделях может быть еще один контакт, преимущественно зеленого цвета. Это заземление.
2. В зависимости от того, в цепи с каким током (постоянным или переменным) будут проводиться замеры, переключатель прибора переводится в положение «AC» или «DC». Первые символы обозначают цепь с переменным током, вторые — с постоянным.
3. В любом месте, между источником питания и устройством-энергопотребителем, производится разрыв одного провода электрической цепи.
4. Амперметр последовательно включается в цепь.

После того, как движение стрелки, или смена цифр на дисплее, прекратится, снимаются показания силы тока.