Шунт

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1390644 (ц) < Н 01 С 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ -"; „ц

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3900151/24-21 (22) 16.05.85 (46) 23.04.88. Бюл. Ф 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) M.С.Векслер, Л.Т.Жданович, Г,К.Примак и А.М.Теплинский (53) 621.316.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 696387, кл. С 01 R 19/00, Справочник по электроизмерительным приборам./Под ред. К.К,Илюнина. Л.:

3-е изд. Энергоатомиздат, 1983, с. 685. (54) БУНТ (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и служит для повышения точности коэффициента преобразования шунта и производительности измерительных операций путем существенного уменьшения изменения температуры (Т) резистивного элемента в зависимости от величины измеряемого тока. Лента 1 резистивного материала сложена бифилярно по линии перегиба

2 и образует резистивный элемент.

Термодатчики (Tg) 3 и нагреватель (Н) 4 представляют собой гибкие печатные платы с вытравленным рисунком проводников. Тепловая связь между резистивным элементом Tg 3 и Н 4 сильная. Поэтому Tg 3 одинаково реагируют на изменение тепловых потоков от H 4 или от ленты 1. Это обеспечивает постоянство Т резистивного элемента шунта независимо от изменения

Т окружающей среды или от самонагрева измеряемым током. 3 ил.

1390644

Изобретение относится к электроизмерительной .åõíèêå„ а именно к устройствам преобразования тока в напряжение, предназначенным для точного измерения тока, мощности, энергии и

5 цепях постоянного и переменного тока, в частности к шунтам, используемым совместно с термодатчиками и нагревателем, расположенными в термостате, управляемой системой термостабилизации шунта.

Цель изобретения — повышение точности коэффициента. преобразования шунта и производительности измерительных операций путем существенного уменьшения изменения температуры ре. зистивного элемента от величины измеряемого тока.

На фиг,1 дана конструкция предлагаемого шунта; на фиг.2 — кривые =":à висимости температуры известного шунта во времени; на фиг.3 — то же, предлагаемого шунта во .времени.

Предлагаемый шунт выполнен из кус- 25 ка ленты 1 резистивного материала, сложенной бифилярно по линии 2 перегиба, образующего резистивный элемент.

Между двумя половинками ленты 1 30 помещены термодатчики 3, расположенные на боковых поверхностях нагревателя 4 диэлектрические прокладки 5.

Для включения шунта в измеряемую цепь используются токовые 6 и 7 и потенциальные 8 и 9 выводы, Термодатчики 3 и нагреватель 4 представляют собой гибкие печатные платы с вытравленным ри< унком проводников. Резистивная лента 1, термодат- 40 чики 3, нагреватель 4 и прокладки 5 жестко скрепляются между собой, например, путем склеивания., В результате получается плоский термостатированный шунт, обладающий малыми массой 45 и теплоемкостью.

Для правильнои оценки эффективности и работы предлагаемой конструкции шунта необходимо знать характер изменения температуры шунта от протекающего тока, 50

Шунт работает следующим образом., При включении системы автоматического регулирования температуры, состоящей из термодатчиков 3, нагревате55 ля 4, усипительно-преобразовательного устройства (не показано) сигнал от термодатчиков 3 поступает в усилительно-преобразовательное устройство, которое преобразует его в управляющее тепловое воздействие на нагреватель 4, обеспечивая поддержание температуры резистивного элемента шунта на заданном уровне.

Кривая 10 (фиг.2) показывает зависимость температуры О резистивного элемента известного шунта при включении, в момент времени t=O, системы термостабилизации шунта.

Через некоторое время (t = 3090 мин) температура резистивного элемента шунта поднимается от уровня температуры окружающей среды 0 до температуры термостабилизации

9 . После прогрева термостата,и резистивного элемента шунта в момент времени t шунт включается в цепь с измеряемым током. При этом резистивный элемент шунта дополнительно нагревается измеряемым током I, до температуры 6„, (кривая 11) или током

Iq до температуры 6 zz (кривая 12), причем I > I „.

В предложенном шунте тепловая связь между резистивным элементом и термодатчиками и соответственно нагревателем и термодатчиками сильная.

Поэтому термодатчики одинаково реагируют на изменение тепловых потоков от нагревателя или от резистивной ленты шунта. Это обеспечивает постоянство температуры резистивного элемента шунта независимо от изменения температуры окружающей среды или от самонагрева измеряемым током. Постоянство тЕмпературы резистивного элемента шунта повышает точность коэффициента преобразования шунта.

Кроме того, за счет снижения теплоаккумулирующей массы шунта с термостатом, снижения теплового сопротивления резистивный элемент-термодатчик уменьшается время прогрева резистивного элемента, что повышает производительность измерительных операций.

На фиг.3 представлены кривые зависимости температуры B резистивного элемента предложенного шунта, полученные экспериментально на макетах

I шунтов, выполненных по фиг.1. Температура резистивного элемента предложенного шунта становится равной заданной температуре термостатировапия ст (кривая 13) за вРемя t>, не превышающее 2-4 мин.

Если в некоторый момент времени включить шунт в цепь тока, то тем1390644 пература шунта через короткий промежуток времени t - t =2-3 мин вновь становится равной температуре (кривая 14), т,е. время установления температуры снижается в 10-15 раз, 5 причем среднее значение температуры шунта остается на заданном уровне

9, вне зависимости от величины тока шунта, 10

Кроме того, предлагаемая конструкция шунта позволяет улучшить равномерность температурного поля резистивного элемента, что обеспечивает возможность дополнительного повышения15 точности коэффициента преобразования шунта, снижения габаритов, массы и материалоемкости шунта. Это обусловлено тем, что максимальная температура шунта имеет место в средней части резистивного элемента и температура нагрева снижается на 30-60% к краям и, особенно, к углам резистивного элемента при применении нагревателя с равномерной IIJIoTHocTbI0 тепловыде- g5 ления.

Для получения равномерного температурного поля по всей поверхности шунта в предлагаемом устройстве нагреватель выполнен в виде гибкой пе- 30 чатной платы, на которой методом, например, фотолитографии создается рисунок резистивных дорожек с увеличивающейся у периферии плотностью их расположения по поверхности нагревателя. Это позволяет усилить плотность тепловыделения нагревателя и поднять температуру на указанных участках до температуры, примерно равной температуре в средней части

40 резистивного элемента.

Изотермичность температурного поля позволяет устранить неравномерный нагрев резистивного элемента, снизить внутренние механические напряжения в резистивном элементе и повысить, таким образом, точность коэффициента преобразования шунта. Обеспечение изотермических условий по поверхности резистивного элемента позволяет дополнительно сократить размеры резистивного элемента, массу и материалоемкость шунта.

Применение шунта предложенной конструкции позволяет отказаться от дополнительного термостатирования известного шунта.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Иунт, содержащий снабЖенный токовыми и потенциальными выводами плоский резистивный элемент, нагреватель и термодатчики, расположенные с возможностью теплового контакта с резистивным элементом и изолированные от него диэлектрическими прокладками, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений, резистивный элемент выполнен в виде бифиляра, термодатчики закреплены на боковых поверхностях нагревателя, который размещен внутри резистивного элемента.

2. Шунт по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что нагреватель выполнен в виде печатной платы с резистивными дорожками с возрастающей плотностью расположения к краям резистивного элемента.

1390644

ty ttб

Составитель 10.Волков

Редактор Л.Гратилло Техред А. Кравчук

Корректор Л.Патай

Заказ 1771/48 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ь

t !

Х Р