Шунт на 10 ампер своими руками

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 — сопротивление, параллельно подключенное к зажимам измерительного амперметра (параллельно его внутреннему электрическому сопротивлению). Это позволяет прибору расширить измерительный диапазон по току при снижении его чувствительности и разрешающей способности.

Измерительные шунты производят из манганина. В зависимости от конструктивного исполнения бывают:

• внутренними;
• наружными (внешними).

Для определения небольших значений тока (не более 30 А) шунт чаще всего находится внутри корпуса прибора. В случае измерения внушительных значений тока во избежание чрезмерного нагрева корпуса шунт имеет наружную конфигурацию исполнения.

В портативных магнитоэлектрических устройствах, рассчитанных на силу тока не более 30 ампер, внутренние шунты рассчитаны на несколько граничных значений измеряемой величины.

Многопредельный шунт устроен в виде ряда резисторов, которые возможно коммутировать в соответствии с пределом измерения, рычажным тумблером либо путем перемещения провода с одной клемы на другую.

У внешних резисторов, как правило, присутствует калибровка, с расчётом на распространенные значения тока и напряжения. Такие шунтирующие сопротивления имеют ряд номинальных значений напряжения: 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ.

При использовании элементов шунтирования в измерениях величин переменного тока наблюдается добавочная погрешность, связанная с преобразованием частоты, поскольку сопротивления измерительного механизма и шунтирующего устройства находятся в различных зависимостях от частоты.

Шунтирующие звенья классифицируются согласно точности: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2, и 0,5. Цифровые значения, отвечающие каждому классу, указывают на допустимую величину расхождения сопротивления с его номиналом, выраженную в процентах.

Эксплуатационные требования, выдвигаемые к элементам шунтирования: низкие потери напряжения в области шунта, во избежание перегрева оборудования; стабильное значение сопротивления, обеспечивающие точность измерения; стойкость к коррозии и к воздействиям окружающей среды.

Контроль величины постоянного тока имеет широкий диапазон применения, в том числе:

фотоэлектрическая промышленность,
• источники электропитания общественного транспорта,
• электрические генераторы и двигатели,
• оборудование для сварочных работ,
• инверторы,
• и другие системы с наличием высоких значений постоянного тока.

Во многих промышленных отраслях применение шунтирующих резисторов зарекомендовало себя как надежный, точный и долговременный способ для беспрерывного измерения тока постоянной величины.

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

Значение суммарной величины тока I распределяется между шунтирующим резистором (Rш, Iш) и изм. прибором (Rа, Iа) и находится в обратно пропорциональной зависимости сопротивлению этих участков.

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

Для умножения масштаба измерения в n раз следует принять значение: Rш=(n-1) / Rа, при этом показатель n=I/Iа — 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

Выбрав материал для изготовления и зная величину его удельного сопротивления, необходимо рассчитать длину токовой части шунта.

Согласно соотношению: Rш=p*J/S,

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

Величину площади можно рассчитать из формулы, вооружившись предполагаемым значением диаметра:

Тогда искомая величина будет равна:

При диаметре проводника d= 0.1 мм, подставив значения получается длина:

Расчет шунта для амперметра постоянного тока определил такие выходные данные:

максимальный ток измерения — 30 мА;

материал проводника — медная жила 0.1 мм в диаметре длиною 0,45 м.

Для удобства и упрощения расчетов относительно шкал измерительных приборов используют 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.

Шунт на 10 ампер своими руками

В предыдущей статье мы рассматривали детальный расчёт шунтирующего резистора. В ней же, для удобства, приводили онлайн калькулятор. В который можно внести исходные данные и нажав, всего одну кнопку мгновенно получить результат.

В этой статье мы расскажем, как экспериментальным методом (без расчёта) подобрать шунтирующий резистор. Какой применить материал, как конструктивно выполнить этот резистор.

Наглядным примером для этой публикации послужит стрелочный амперметр для тестового стенда генератора 80.3701. Измерительный прибор, для которого мы будем делать шунтирующий резистор, всё тот же амперметр М367 из предыдущей статьи, в которой мы рассматривали расчёт шунта.

Разобрав амперметр, внутри корпуса мы видим разделительный трансформатор и измерительную головку.

Для экспериментальных целей стоит применить упрощённый метод подбора и изготовления резистора. Он заключается в том, что здесь можно использовать практически любой материал. Например: металлическую полосу, канцелярскую скрепку, пружину и так далее. Но для этого нужно соблюсти ряд правил:
— материал должен быть токопроводящим. Это может быть: сталь, латунь, бронза или медь. Но правильно использовать константан или манганин, это cплавы с высоким электрическим сопротивлением. Вообще они делятся на три группы. Первая для магазинов сопротивлений, различных эталонов, добавочных сопротивлений, шунтов. Вторая: для сопротивлений и реостатов и третья: для электронагревательных приборов и печей (нихром);
— сечение выбранного проводника должно быть выбрано с запасом, чтобы проходящий через него ток его не перегревал, и уж тем более, не приводил к плавлению и перегоранию.

Разберём подробнее, как нам доводилось ранее изготавливать шунты. Итак, в основном мы использовали обычную сталь, и нам вполне этого было достаточно. Какие могут быть варианты:
— полоса жести от толстостенной банки, шириной до одного сантиметра (см. рис. ниже позиция «A»). Для компактности изгибали волной. Использовали для измерений до трёх — пяти ампер;
— канцелярская скрепка. Изогнув в виде буквы П, использовали в среднем до трёх ампер;
— полоса жести от листа металла толщиной до 0,7 миллиметра, ширина до одного сантиметра (см. рис. ниже позиция «Б»). В полосе дополнительно делали неглубокие пропилы, это необходимо чтобы попытаться более точно настроить шунт. Использовали для амперметра до десяти — двадцати ампер;
— пружина. Этот вариант мы подробно рассмотрим ниже. В зависимости от сечения материала пружины, токи могут варьировать от одного ампера до пятидесяти.

Точки «В» и «Г» это те места, куда после юстировки припаивается один из проводов от измерительной головки.

Для токов более пятидесяти ампер мы применяли уже заводские шунтирующие резисторы. Они представлены на фото ниже.

Эти шунты имеют маркировку.

Маркировка состоит из трёх параметров:
[I] номинальный рабочий ток – 100А,
[II] падение напряжение – 60мВ,
[III] класс точности – 0,5.

Юстировка шунтирующего резистора выполняется путём стачивания части проводников (место указано стрелочками).

Нечто подобное мы выполняли, когда делали проточки в полосе. Полосу, как проводник, в заводских шунтах тоже применяют. Где-то есть такой резистор, найдём приведём как пример.

Про заводские шунты стоит сделать отдельную статью и в ней развёрнуто, с дополнительными примерами про них написать.

Из всех вышеперечисленных вариантов, самым удобным в плане настройки, нам показался вариант из пружины. Его мы использовали чаще всего. Если соорудить небольшую конструкцию, то процесс калибровки прибора будет похож на работу с потенциометром. Но для этого приходиться повозиться.

Рассмотрим конструкцию нашего шунтирующего резистора более подробно. Немного упрощённый чертёж 3Д модели представлен ниже. Упрощения касается резьб на болте и первой стойке.

В качестве шунтирующего резистора в рассматриваемом случае – пружина [1], она будет фиксироваться при помощи двух стоек [3] и [4]. Для этого в каждой стойке делаем отверстия по внешнему диаметру пружины. Концы пружины с обоих сторон аккуратно сгибаем в подобие кольца. Это будут контакты под винт. В одной из стоек, в верхней части, с торца сверлим отверстие и нарезаем в нём резьбу. В данное отверстие в последствии будет вкручен специальный винт [2]. На этом винте делаем не большую проточку в виде конуса или «пиптика».

Этот «пиптик» будет контактировать с пружиной между витками. Другими словами, это будет токосъёмный болт. За счёт того, что он упирается между витков, вращая пружину можно с высокой точностью осуществлять калибровку амперметра, а по итогам работы его подтянуть, зафиксировав тем самым пружину.

Для полного понимания нашей идеи, наложим на конструкцию эквивалентную схему.

Конечно конструктивно шунт получается немного сложный в изготовлении, но всё это в дальнейшем окупается лёгкой и достаточно точной юстировкой прибора. После переделок прибора схема у нас получается следующая:

На этом работу с шунтирующем резистором можно считать завешенной.

Материал подготовлен в рамках работы над измерительными приборами для тестового стенда электрооборудования мотоциклов, перейдя по ссылке в главный раздел по стенду, там можно ознакомиться и другими не менее интересными публикациями.

Шунт на 10 ампер своими руками

Внимание! Перед тем как создавать тему на форуме, воспользуйтесь поиском! Пользователь создавший тему, которая уже была, будет немедленно забанен! Читайте правила названия тем. Пользователи создавшие тему с непонятными заголовками, к примеру: «Помогите, Схема, Резистор, Хелп и т.п.» также будут заблокированны навсегда. Пользователь создавший тему не по разделу форума будет немедленно забанен! Уважайте форум, и вас также будут уважать!

Группа: Cоучастник
Сообщений: 7281
Пользователь №: 34842
Регистрация: 11-July 08
Место жительства: BY

Иногда возникает необходимость померять большие постоянные токи,а большинство тестеров меряют ток до 10 ампер.А токовые клещи на постоянный ток стоят минимум 50 зеленых.Вот и пришлось сделать такой шунт.Сделан он из куска медного многожильного провода сечением 2.5 кв мм. Длина отрезка около 130мм.Преобразует амперы в микроамперы.Т.е к 2 тонким проводам подключается любой цифровой тестер и он показывает амперы в режиме микроампер.Расчитан шунт до 50 ампер.Настройка производится так:берем любой трансформатор,желательно не менее 250вт,наматываем 1 виток провода с сечением не менее 4 мм кв и подключаем к нему,последовательно с шунтом нагрузку которая выдержит ток.Я использовал бухту простого медного монтажного провода,длиной несколько метров.Теперь подключаем цифровые токовые клещи переменного тока на провод и подбираем длину провода шунта.Для этого провод шунта освобождается от изоляции и параллельно ему крокодилами цепляется цифровой тестер в режиме микроампер, и перемещая крокодил вдоль провода шунта подбираются правильные показания.Затем запаиваем шунт на куске текстолита.Вот так он выглядит в готовом виде.

Это сообщение отредактировал radiofan — Nov 10 2012, 02:31 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Группа: Автор
Сообщений: 7409
Пользователь №: 38411
Регистрация: 26-October 08
Место жительства: Киев

*Клещи выпускаются только на переменный ток (можно купить за

*шунт преобразует амперы не а микро/милли/амперы, а в микро/милли/вольты

*прибор, подключенный «крокодилом» и прибор, подключенный припаянными проводами, дадут разные показания

Это сообщение отредактировал Barbos — Nov 10 2012, 02:13 PM

Группа: Cоучастник
Сообщений: 7281
Пользователь №: 34842
Регистрация: 11-July 08
Место жительства: BY

Ты немного отстал от жизни,BARBOS,уже давно делают клещи на постоянный ток,на основе датчиков холла и магниторезисторов.Например UT-203-самые дешевые,стоят 56баксов,МS2101-тоже 56,М9912-уже 85долларов.Я прибор переключал в режим именно мка а не мв,и погрешности не будет никакой в виду очень малых токов протекающих через микроамперметр.Сопротивление тестера dt-838 в режиме 200мка составляет ровно 1 кОм.

Это сообщение отредактировал radiofan — Nov 11 2012, 11:25 AM

Группа: Cоучастник
Сообщений: 6265
Пользователь №: 44629
Регистрация: 4-March 09
Место жительства: Родина Первого Совета

шунты готовые продаются в магазинах,
я тож не пойму как можно цифровой вольтметр настроить?

Присоединённое изображение

Группа: Cоучастник
Сообщений: 7281
Пользователь №: 34842
Регистрация: 11-July 08
Место жительства: BY

Группа: Автор
Сообщений: 5520
Пользователь №: 13298
Регистрация: 12-November 06
Место жительства: Калужская губерния

Группа: Автор
Сообщений: 7409
Пользователь №: 38411
Регистрация: 26-October 08
Место жительства: Киев

Естественно, на шунте меряют не ток, а напряжение.
Влияет не только длина измерительных проводов, но и точка их подключения. Влияет также способ подключения: при нагреве шунта появится термо-ЭДС от разнородных металлов. Это я к тому, что настройка шунта — дело тонкое.

Как думаете, показания двух приборов будут сильно отличаться?

Присоединённое изображение

Группа: Автор
Сообщений: 5520
Пользователь №: 13298
Регистрация: 12-November 06
Место жительства: Калужская губерния

Группа: Автор
Сообщений: 7409
Пользователь №: 38411
Регистрация: 26-October 08
Место жительства: Киев

Если использовать фольгированный текстолит с медью 35 микрон (как на фото), то на 10-15%.
Мало того, даже если просто перепаять измерительные провода (даже на старые места), показания заметно «уйдут».

Это сообщение отредактировал Barbos — Nov 10 2012, 03:13 PM

Группа: Cоучастник
Сообщений: 6265
Пользователь №: 44629
Регистрация: 4-March 09
Место жительства: Родина Первого Совета

Да ладно!
Цифровых амперметров полно всяких и под стандартные шунты.

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Группа: Cоучастник
Сообщений: 6265
Пользователь №: 44629
Регистрация: 4-March 09
Место жительства: Родина Первого Совета

пока не забыл марка модели на 50 Ампер :SM3D-DA50

Это сообщение отредактировал erde — Nov 10 2012, 03:00 PM

Группа: Cоучастник
Сообщений: 7281
Пользователь №: 34842
Регистрация: 11-July 08
Место жительства: BY

Согласен,правильней включать тестер в режим мв,но тогда будет не линейное измерение.На счет подключения проводов,все учтено-посмотрите внимательно,силовые провода припаяны непосредственно к шунтовым,а измерительные провода нету разницы куда подключать,погрешность минимальна.Тем более, что все соединения стационарны,и на пайках,настраивается все в готовом состоянии,и больше не перемещается.ЕRDE,я не верю, что найдется такой человек,который пойдет покупать шунт,а потом к нему ещё и прибор ,который скорее всего большая редкость и стоит не хило,а не потратив полчаса,сделает самодельный ничем не уступающий заводскому.У меня есть заводской шунт-75мв при 20ампер,но это такой гемор преобразовывать показания в ток,просто жесть.И к тому же он только до 20 ампер.А самодельный можно сделать практически на любой ток.

Это сообщение отредактировал radiofan — Nov 10 2012, 04:59 PM

Группа: Cоучастник
Сообщений: 31
Пользователь №: 86602
Регистрация: 11-November 11
Место жительства: Воронеж

radiofan, ТКС меди Вас не заботит ни разу? » ни чем не уступающий»

Это сообщение отредактировал p210 — Nov 10 2012, 05:47 PM

Группа: Автор
Сообщений: 12835
Пользователь №: 55667
Регистрация: 10-November 09
Место жительства: BY

Наши метрологи в таком случае надфилем подпиливают шунт с двух сторон в шахматном порядке, подгоняют под различные головки. Так что и 100мВ вполне реально.

А с шунта постоянного тока действительно снимают показания в вольтах, особенно при значительном удалении показометра от шунта.

Группа: Cоучастник
Сообщений: 7281
Пользователь №: 34842
Регистрация: 11-July 08
Место жительства: BY

p210,вы видели когда-нибудь реальный заводской шунт?Он выглядит как два латунных зажима и между ними медная полоса,опиленная надфилем.Да, я прекрасно знаю про линейный ткс медной катушки,который используют в линейных термодатчиках,до температуры +400 градусов.Шунт вообще не нагревается,поэтому эта погрешность никак не сказывается.Если считывать в мв, то показания зависят только от падения напряжения на шунте,а если мерять ток,то показания сильно зависят от сопротивления амперметра подключенного параллельно шунту.Но ведь это все подгоняется при настройке.Ferrum-1827,согласен если оттарировать заводской шунт на 100мв,то будет удобно мерять,но для этого нужно еще иметь заводской шунт.Хотя никто не запрещает настроить мой шунт в режиме мв.

Это сообщение отредактировал radiofan — Nov 11 2012, 12:42 AM

Группа: Автор
Сообщений: 12835
Пользователь №: 55667
Регистрация: 10-November 09
Место жительства: BY

Скажем так: ваш шунт до 50А можно +/- использовать, лучше всего конечно использовать конструкцию фиксированного крепления шунта, нежели паять на текстолите.

По поводу нагревания шунта — так чем меньше омическое сопротивление шунта — тем стабильнее показания, хотя и измеряемый вольтаж существенно уменьшается

Группа: Автор
Сообщений: 7409
Пользователь №: 38411
Регистрация: 26-October 08
Место жительства: Киев

Группа: Автор
Сообщений: 12835
Пользователь №: 55667
Регистрация: 10-November 09
Место жительства: BY

Группа: Cоучастник
Сообщений: 7281
Пользователь №: 34842
Регистрация: 11-July 08
Место жительства: BY

Шунт- красного цвета полоса металла,до боли напоминает медь,константан и прочие сплавы серого цвета,а вообще нет смысла применять константан или манганин или нихром,из-за очень слабого нагрева шунта.Ferrum-1827-что значит жесткое крепление?Вроде все жестко.

Это сообщение отредактировал radiofan — Nov 11 2012, 12:16 AM

Группа: Автор
Сообщений: 12835
Пользователь №: 55667
Регистрация: 10-November 09
Место жительства: BY

Группа: Cоучастник
Сообщений: 7281
Пользователь №: 34842
Регистрация: 11-July 08
Место жительства: BY

Группа: Автор
Сообщений: 12835
Пользователь №: 55667
Регистрация: 10-November 09
Место жительства: BY

скорее всего нет. текстолит имеет своё омическое сопротивление.
От места припайки съёма вольтажа многое зависеть будет.

Именно поэтому я и говорю, что для повтора следует указывать место подключения всех точек. Опытно это всё очевидно

Группа: Автор
Сообщений: 7409
Пользователь №: 38411
Регистрация: 26-October 08
Место жительства: Киев

Я сделал 2-3 десятка нестандартных шунтов. И, каждый раз, задалбывался подгонять шунт. Вся площадка — это не одна точка, поскольку сопротивление площадки соизмеримо с сопротивлением шунта. Малейшее смещение точки подпайки измерительного провода, изменение массы припоя в точке пайки — всё влияло на показания прибора.
Ещё раз повторяю, Петруха: Восток — дело тонкое. (с)Товарищ Сухов

Это сообщение отредактировал Barbos — Nov 11 2012, 12:49 AM

Группа: Cоучастник
Сообщений: 31
Пользователь №: 86602
Регистрация: 11-November 11
Место жительства: Воронеж

Группа: Cоучастник
Сообщений: 7281
Пользователь №: 34842
Регистрация: 11-July 08
Место жительства: BY

Входное сопротивление тестера в режиме микроампер,а тем более мв намного больше сопротивления участка фольги от шунта,до места подключения,а площадь фольги значительна.И вообще не нужно спорить я проверил на практике-нет разницы.Откуда возмется падение при таком низком сопротивлении фольги.Я вообще-то не претендую на прецезионную точность.

Это сообщение отредактировал radiofan — Nov 11 2012, 01:02 AM

Группа: Автор
Сообщений: 12835
Пользователь №: 55667
Регистрация: 10-November 09
Место жительства: BY

Группа: Cоучастник
Сообщений: 7281
Пользователь №: 34842
Регистрация: 11-July 08
Место жительства: BY

Откуда возмется падение на фольге?если ток идет только через шунт?Для р210-повторю в заводском шунте не нихром,а медь.Может на фото плохо видно,но фольга разрезана,и ток течет только через шунт.

Это сообщение отредактировал radiofan — Nov 11 2012, 01:10 AM

Группа: Автор
Сообщений: 12835
Пользователь №: 55667
Регистрация: 10-November 09
Место жительства: BY