Здравствуйте. Хочу в этой теме написать немного информации про то, как относительно точно изготовить шунт в комплекте с измерительным прибором для измерения относительно больших токов в 10-30 Ампер. Я в этой статье ничего не придумал. Всё старо, как мой любимый Париж. Просто хочу информацию собрать а одном месте и поделиться некоторыми советами. Если речь идёт об довольно точном измерителе тока для проведения как бы эталонных измерений, то лучше всего использовать советские приборы класса точности 1.5 с советскими шунтами класса точности 0.5 Это самая хорошая измерительная система при её стоимости в 500-600 рублей. (Далее по тексту я не буду больше упоминать слово СТОИМОСТЬ). Как правило, большинство амперметров на большие токи работают в паре с шунтом на 75 мВ. На шкале прибора при этом есть надпись НШ 75 мВ. Часто не удаётся найти амперметр с нужной шкалой. Используя шунт на 20 Ампер можно использовать амерметр со шкалой в 200 Ампер. Ничего страшного. Шкала превратиться в шкалу на 20 Ампер и об этом нужно помнить. На крайний случай можно поставить шунт на 20 Ампер и на прибор со шкалой в 50 Ампер. Но при этом для измерения придётся использовать калькулятор. Это неудобно, но не так часто производятся как бы эталонные измерения и применение калькулятора вполне переносимо. Для измерения токов в 1, 3 и даже в 10 Ампер можно купить прибор, работающий без внешних шунтов и имеющих класс точности в 1.5 Обычно эти приборы имеют размер 80 х 80 мм, но и приборы с размером 60 х 60 мм иногда имеют класс точности 1.5 , хотя чаще их класс точности 2.5 У меня амперметры на 10 Ампер размером 60 х 60 мм есть с классом точности и 1.5 и 2.5 Маркировки НШ 75 мВ на них нет, но всегда такой прибор лучше проверить при маленьких токах что бы не спалить рамку прибора.
Но, иногда достаточно иметь и применять индикаторные средства измерений. Обычно на предприятиях в зависимости от их подчинения приказом к индикаторным средствам измерений относят приборы, имеющие класс точности 4 и хуже. Часто на них применяется упрощённая шкала и на прибор наносят букву И. Такая ситуация с применением индикатора тока у нас имеется с измерением потребляемого тока РА. При тестировании и измерении параметров РА нужно использовать точные средства измерений, а в реальной работе достаточно и индикатора тока. Рассмотрим ситуацию всё же с шунтами, предназначенными не для индикаторных приборов для измерения токов.
Часто попадаешь в ситуацию, когда нет нужного шунта или нет прибора с подходящей шкалой. Или нужны маленькие габариты шунта, а компактного авиационного шунта нет под рукой. Тогда можно изготовить шунт самостоятельно. Сразу скажу, что применение спирали из толстого медного провода диаметром в 1.5 мм для измерения тока в 20 Ампер подходит плохо. Шунт нагревается и параметры измерения «плывут». Применение такого медного шунта является скорее исключением, чем правилом, но и его можно поставить. На фото приведено применение такого шунта во время проведения экспериментов с РА на восьми модулях. Оптимальней применять для изготовления шунтов 5-ти Ваттные резисторы в керамических корпусах. Фотографии шунтов представлены. Для измерения токов в 30 Ампер с применением прибора со шкалой в 30 Ампер идеально подходят четыре резистора по 0.01 Ома, соединённых параллельно. Более компактным получается шунт с применением резисторов для вертикального монтажа. При токе в 30 Ампер падение напряжения при токе в 30 Ампер ровно 75 мВ, то, что требуется прибору. К сожалению, резисторы не совсем точны и для получения хороших результатов я подбирал резисторы из группы купленных. Мощность, рассеиваемая на одном резисторе с номиналом в 0.01 Ома при токе через шунт в 30 Ампер всего 560 мВт. Это даёт возможность применять для изготовления шунтов резисторы на 0.01 Ома типоразмером 2512, имеющих мощность в 1 Ватт. Реально при длительно рассеиваемой мощности в 700 мВт эти резисторы ещё не нагреваются критично. Купить такие резисторы можно по нижеприведенной ссылке.
https://www.ebay.com/itm/2512-Metal-Alloy-SMD-SMT-Chip-Resistors-1-1W-2W-3W-Range-0-001-to-0-5/253809453654?hash=item3b1838ea56:m:mzlaqac10oVMs34pdmYSt4Q
У этого продавца есть очень большой выбор резисторов с сопротивлением даже в 0.001 Ома и мощности в 3 Ватта. Для тока в 15 Ампер требуется два таких резистора. Иные шунты для различных приборов подсчитываются с применение калькулятора. Но вот то, что точность резисторов будет в 1% не гарантировано. Хоть и эта точность указана в объявлении. Доказано моей практикой. Так, что шунт в комплекте с прибором нужно поверить. Как это делается?
В былые времена я купил шестнадцать советских пятиваттных резисторов, имеющих точность в пол процента и изготовил из них нагрузку, номинал которой известен с хорошей точностью. Нагрузка кратковременно хорошо рассеивает мощность в 100 Ватт. Подавая на неё известное напряжение можно ориентироваться на протекающий по цепи ток и его значение довольно определённое. Обычно вольтметр измеряет напряжение более точно, нежели амперметр ток и лучше измерять напряжение на нагрузке и на калькуляторе рассчитать ток, нежели измерять амперметром ток в цепи, хотя я измеряю ток бесшунтовым амперметром на 10 Ампер, имеющего класс точности 1.5 Я использовал и использую для проверки шунтов в этой схеме оригинальный ИБП S-350-12, дающий ток в 30 Ампер без проблем. В амперметрах со шкалой в 15 Ампер или 20 Ампер с достаточной для радиолюбительских целей точностью можно проверить лишь точку измерения тока в 10 Ампер.
С шунтами разобрались, но что делать, если нет амперметра с подходящей шкалой, но есть микроамперметр на 200 мкА и нужен амперметр со шкалой на 20 Ампер. Это классика амперметра для 500 Ваттного РА при напряжении питания 50 Вольт. Собираем схемку, которую мне показал в 1968 году руководитель радиокружка Владимир Иванович Авдеев UI8AI. Тогда у меня еще не было цифрого измерителя, но был мой ровесник Ц-20 1956 года
выпуска. Сначала резистор R2, подключенный параллельно прибору, не используется. Перед включением стрелку прибора устанавливаем корректором на нуль. Последовательно включённым резистором R1 устанавливаем стрелку прибора на крайнюю отметку шкалы. После этого подключаем в работу резистор R2 и, изменяя его, устанавливаем стрелку прибора на отметку в половину шкалы. Отпаиваем и измеряем значения резистора R2. Оно равно сопротивлению прибора. Настоятельно рекомендую в обязательном порядке использовать резистор R и не измерять сопротивление прибора с помощью омметра!!! Сейчас, конечно, можно применять иные методы с использование цифровых измерителей.
Итак, мы определили сопротивление прибора и напряжение полного отклонения его стрелки на «всю шкалу». Это напряжение не равно 75 мВ!!! Есть приборы с номинальным напряжением в 30 мВ (измеритель мощности Coaxial Dynamics). Есть приборы с напряжением 68 мВ, 83 мВ, 107 мВ и более. Моя головка на 200 мкА имела напряжение полного отклонения в 107 мВ. По закону Ома под нужный ток рассчитываем параметры шунта. Точно подобрать группу резисторов сложно и я рекомендую посчитать шунт на чуть большее напряжение, процентов на 5 и применить дополнительный резистор, который подключается к шунту последовательно с прибором. Этот дополнительный резистор синтезируется из двух, соединённых либо последовательно, либо параллельно. Это даёт возможность очень точно подобрать систему «шунт-прибор-допрезистор» для измерения тока в 20 Ампер. Я применил для изготовления шунта шесть резисторов с сопротивлением 0.01 Ома, которые генерируют напряжение 133 милливольт при прохождении тока в 20 Ампер вместо нужных 107 мВ. Остальное делает дополнительный резистор. Мощность, рассеиваемая на одном резисторе равна 444 мВт. Всё ОК. это мы разобрали один из примеров подгонки шунта под произвольный прибор. Естественно, мы не берём вольтметры, так как в общем случае сложно изготовить амперметр на 30 Ампер из вольтметра на 30 Вольт.
Так, к примеру, я переделал микроамперметр на 50 мкА на амперметр с током полного отклонения в 25 Ампер для измерения токов, потребляемых РА. Головка имела напряжение для полного отклонения стрелки в 83,5 мВ. Шунт изготовлен из трёх резисторов 0.01 Ома и двух добавочных SMD резисторов. Теоретически эти три резистора должны были сгенерировать напряжение точно в 83.33 мВ, но они из-за точности явно не в 1%, к счастью, «выдали» чуть большее напряжение и я применил дополнительный резистор. Мощность, рассеиваемая одним резистором при токе в 25 Ампер 700 мВт. Есть одна проблема именно у этой головки на 50 мкА. Стрелка устанавливается на измеряемое значение 3-4 секунды.
Вернёмся к токам в 30 Ампер. Для подбора шунтов в настоящее время я использую 20 Амперный DC-DC преобразователь и ИБП на 50 Вольт. Это очень удобный комплект оборудования для подбора шунтов. Использую его постоянно. Мой экземпляр преобразователя измеряет ток ОЧЕНЬ!!! точно и позволяет сразу поставить ограничение тока, к примеру на 20 Ампер под прибор. Далее я подключаю к DC-DC конвертеру один из трёх самодельных резисторов с последовательно включённым бесшунтовым Амперметром со шкалой на 10 Ампер или шунтовым амперметром на 30 Ампер. Регулируя выходное напряжение по 0.1 Вольта выставляю ток точно на 10 Ампер (20 Ампер) по эталонному прибору и подбираю добавочные резисторы, что бы тестируемый амперметр так же показал ток в 10 Ампер (20 Ампер). Юрий.
