SU1390644A1 - Шунт - Google Patents

Description

(21)3900151/24-21

(22)16,05.85

(46) 23.04.88. Бюл. № 15

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов

(72)М.С.Векслер, Л.Т.Жданович, Г.К.Примак и A.M.Теплинекий

(53)621.316.8 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 696387, кл. G 01 R 19/00.

Справочник по электроизмерительным приборам./Под ред. К.К.Илюнина. Л.: 3-е изд. Энергоатомиздат, 1983, с. 685.

(54)ШУНТ

(57)Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и служит дл  повышени  точности коэффициента преобразовани  шунта и производительности измерительных операций путем существенного уменьшени  изменени  температуры (Т) резистивного элемента в зависимости от величины измер емого тока. Лента 1 резистивного материала сложена бифил рно по линии перегиба 2 и образует резистивный элемент. Термодатчики (Tg) 3 и нагреватель (Н) 4 представл ют собой гибкие печатные платы с вытравленным рисунком проводников. Теплова  св зь между резистивным элементом Tg 3 и Н 4 сильна . Поэтому Tg 3 одинаково реагируют на изменение тепловых потоков от Н 4 или от ленты 1. Это обеспечивает посто нство Т резистивного элемента шунта независимо от изменени  Т окружающей среды или от самонагрева измер емым током. 3 ил.

(Л

/

/

00

со

о о

4 4

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике,, а именно к уст10

ройствам преобразовани  тока в напр жение , предназначенным дл  точного измерени  тока, мощности, энергии и цеп х посто нного и переменного тока, в частности к шунтам, используемым совместно с термодатчиками и нагревателем , расположенными в термостате, управл емой системой те.рмостабилиза- ции шунта.

Цель изобретени  - повьшение точности коэффициента, преобразовани  шунта и производительности измерительных операций путем существенного уменьшени  изменени  температуры резистивного элемента от величины измер емого тока.

На фиг.1 дана конструкци  предла- 20 гаемого шунта; на фиг,2 - кривые заисимости температуры известного шуна во времени; на фиг.З - то же, редлагаемого шунта во времени.

15

Предлагаемый шунт выполнен из кус-25 причем I/j т 1.

ка ленты 1 резистивного материала, сложенной бифил рно по линии 2 перегиба , образующего резистивный элемент .

Между двум  половинками ленты 1 помещены термодатчики 3, расположенные на боковых поверхност х нагревател  .4, диэлектрические прокладки 5. Дл  включени  шунта в измер емую цепь

используютс  токовые 6 и 7 и потенци- -.г мента шунта независимо от изменени 

альные 8 и 9 выводы.

Термодатчики 3 и нагреватель 4 представл ют собой гибкие печатные платы с вытравленным рисунком проводтемпературы окружающей среды или от самонагрева измер емым током. Посто  нство температуры резистивного эле мента шунта повышает точность коэфф

ников. Резистивна  лента 1, термодат-49 чдента преобразовани  шунта.

чики 3, нагреватель 4 и прокладки .э жестко скрепл ютс  между собой, например , путем склеивани ., В результате получаетс  плоский термостатированный шунт, обладающий малыми массойдг и теплоемкостью.

Дл  правильной оценки эффективности и работы предлагаемой конструкции шунта необходимо знать характер изменени  температуры шунта от протекающего тока.

Шунт работает следующим образом,, При включении системы автоматического регулировани  температуры, состо щей из термодатчиков 3, нагревате50

55

Кроме того, за счет снижен лоаккумулирующей массы шунта статом, снижени  теплового со лени  резистивный элемент-тер уменьшаетс  врем  прогрева ре ного элемента, что повышает п дительность измерительных опе

На фиг.З пр€;дставлены крив симости температуры 9 резисти элемента предложенного шунта, ченные экспериментально на ма шунтов, выполненных по фиг.1. ратура резистивного элемента женного шунта становитс  равн данной температуре термостати (крива  13) за врем  t.,, вышающее 2-4 мин.

л  4, усилительно-преобразовательного устройства (не показано) сигнал от термодатчиков 3 поступает в усилительно-преобразовательное устройство,

которое преобразует его в управл ющее тепловое воздействие на нагреватель 4, обеспечива  по ддержание температуры резистивного элемента шунта на заданном уровне.

Крива  10 (фиг.2) показывает зависимость температуры б резистивного элемента известного шунта при включении , в момент времени системы термостабилизации шунта.

Через некоторое врем  (t, 30- 90 мин) температура резистивного элемента шунта поднимаетс  от уровн  температуры окружающей среды , до температуры термостабилизации

0, После прогрева термостата .и резистивного элемента шунта в момент времени t, шунт включаетс  в цепь с измер емым током. При этом резистив- ный элемент шунта дополнительно нагреваетс  измер емым током I , до температуры 9ц, (крива  11) или током ( до температуры б i (крива  12),

В предложенном шунте теплова  св зь между резистивньм элементом и термодатчиками и соответственно нагревателем и термодатчиками сильна . Поэтому термодатчики одинаково реагируют на изменение тепловых потоков от нагревател  или от резистивной ленты шунта. Это обеспечивает посто-  нство температуры резистивного элетемпературы окружающей среды или от самонагрева измер емым током. Посто нство температуры резистивного элемента шунта повышает точность коэффичдента преобразовани  шунта.

Кроме того, за счет снижени  теп- лоаккумулирующей массы шунта с термостатом , снижени  теплового сопротивлени  резистивный элемент-термодатчик уменьшаетс  врем  прогрева резистивного элемента, что повышает производительность измерительных операций.

На фиг.З пр€;дставлены кривые зависимости температуры 9 резистивного элемента предложенного шунта, полученные экспериментально на макетах шунтов, выполненных по фиг.1. Температура резистивного элемента предложенного шунта становитс  равной заданной температуре термостатировани  (крива  13) за врем  t.,, не превышающее 2-4 мин.

Если в некоторый момент времени включить шунт в цепь тока, то тем

пература шунта через короткий промежуток времени tj мин вновь становитс  равной температуре бет (крива  14), т.е. врем  установлени  температуры снижаетс  в 10-15 раз, причем среднее значение температуры шунта остаетс  на заданном уровне 0д вне зависимости от величины тока шунта.

Кроме того, предлагаема  конструк I дн  шунта позвол ет улучшить равномерность температурного пол  резис- тивного элемента, что обеспечивает возможность дополнительного повышени точности коэффициента преобразова,ни  шунта, снижени  габаритов, массы и материалоемкости шунта. Это обусловлено тем, что максимальна  температура шунта имеет место в средней части резистивного элемента и температура нагрева снижаетс  на 30-60% к кра м и, особенно, к углам резистивного элемента при применении нагревател  с равномерной плотностью тепловьще- лени .

Дл  получени  равномерного температурного пол  по всей поверхности шунта в предлагаемом устройстве нагреватель выполнен в виде гибкой печатной платы, на которой методом, например, фотолитографии создаетс  рисунок резистивных дорожек с увеличивающейс  j периферии плотностью их расположени  по поверхности нагревател . Это позвол ет усилить плотность тепловыделени  нагревател  и подн ть температуру на указанных участках до температуры, примерно равной температуре в средней части резистивного элемента.

0Кр О

0

5 Q

5

0

5

0

Изотермичность температурного пол  позвол ет устранить неравномерный нагрев резистивного элемента, снизить внутренние механические напр жени  в резистивном элементе и повысить, таким образом, точность коэффициента преобразовани  шунта. Обеспечение изотермических условий по поверхности резистивного элемента позвол ет дополнительно сократить размеры резистивного элемента, массу и материалоемкость шунта.

Применение шунта предложенной конструкции позвол ет отказатьс  от дополнительного термостатировани  известного шунта.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 . Шунт, coдepжaшJ й снабЖенньш токовыми и потенциальными выводами плоский резистивный элемент, нагреватель и термодатчики, расположенные с возможностью теплового контакта с резистивным элементом и изолированные от него диэлектрическими прокладками, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  производительности измерений, резистивный элемент выполнен в виде бифил ра, термодатчики закреплены на боковьгх поверхност х нагревател , который размещен внутри резистивного элемента.
2. 2. Шунт ПОП.1, отличающийс  тем, что нагреватель выполнен в виде печатной платы с резис- тивными дорожками с возрастающей плотностью расположени  к кра м резистивного элемента.

   170

   окр

   О tj t t

   Фиг. 3

   t