Шунт

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 139064 ЯО 1 СЗ/О СРлЛ В АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯЗ; ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ цЯЙЦ 1ВТ ект одля прГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и служи повышения точности коэффициен образования шунта и производительности измерительных операций путем существенного уменьшения изменения температуры (Т) резистивного элемента взависимости от величины измеряемоготока, Лента 1 резистивного материаласложена бифилярно по линии перегиба2 и образует резистивный элемент,Термодатчики (Тд) 3 и нагреватель(Н) 4 представляют собой гибкие печатные платы с вытравленным рисункомпроводников. Тепловая связь междурезистивным элементом Т 8 3 и Н 4сильная. Поэтому Т 8 3 одинаково реагируют на изменение тепловых потоковот Н 4 или от ленты 1. Это обеспечивает постоянство Т резистивного элемента шунта независимо от измененияТ окружающей среды или от самонагрева измеряемым током, 3 ил.Изобретение относится к электроизмерительной технике а именно к устройствам преобразования тока в напряжение, предназначенным для точногоизмерения тока, мощности, энергии и5цепях постоянного и переменного тока,в частности к шунтам, используемымсовместно с термодатчиками и нагревателем, расположенными в термостате,управляемой системой термостабилизации шунта,Цель изобретения - повышение точности коэффициента. преобразованияшунта и производительности измерительных операций путем существенногоуменьшения изменения температуры ре. зистивного элемента от величины измеряемого тока,На фиг,1 дана конструкция предлагаемого шунта; на фиг,2 - кривые зависимости температуры известного шунта во времени; на фиг.З - то же,предлагаемого шунта во .времени.Предлагаемый шунт выполнен из куска ленты 1 резистивного материала,сложенной бифилярно по линии 2 перегиба, образующего резистивный элемент.Между двумя половинками ленты 1 30помещены термодатчики 3, расположенные на боковых поверхностях нагревателя,4, диэлектрические прокладки 5,Для включения шунта в измеряемую цепьиспользуются токовые 6 и 7 и потенциальные 8 и 9 выводы,Термодатчики 3 и нагреватель 4представляют собой гибкие печатныеплаты с вытравленным рисунком проводников, Резистивная лента 1, термодатчики 3, нагреватель 4 и прокладки 5жестко скрепляются между собой, например, путем склеивания., В результате получается плоский термостатированный шунт, обладающий малыми массой 45и теплоемкостью.Для правильной оценки эффективности и работы предлагаемой конструкциишунта необходимо знать характер изменения температуры шунта от протекающего тока,50Шунт работает следующим образом.,При включении системы автоматического регулирования температуры, состоящей из термодатчиков 3, нагревате 55ля 4, усилительно-преобразовательногоустройства (не показано) сигнал оттермодатчиков 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 =0, системы термостабилизации шунта.Через некоторое время (г., = 30- 90 мин) температура резистивного элемента шунта поднимается от уровня температуры окружающей среды 0 Ор, до температуры термостабилизации 0 . После прогрева термостата и резистивного элемента шунта в момент времени С, шунт включается в цепь с измеряемым током, При этом резистивный элемент шунта дополнительно нагревается измеряемым током 1, до температуры 6, (кривая 11) или током 1 д до температуры 6(кривая 12), причем 1 1 1.В предложенном шунте тепловая связь между резистивным элементом и термодатчиками и соответственно нагревателем и термодатчиками сильная.Поэтому термодатчики одинаково реагируют на изменение тепловых потоковот нагревателя или от резистивнойленты шунта. Это обеспечивает постоянство температуры резистивного элемента шунта независимо от изменениятемпературы окружающей среды или отсамонагрева 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-термодатчикуменьшается время прогрева резистивного элемента, что повышает производительность измерительных операций,На фиг.З представлены кривые зависимости температуры 6 резистивного элемента предложенного шунта, полученные экспериментально на макетах1шунтов, выполненных по фиг,1. Температура резистивного элемента предложенного шунта становится равной заданной температуре термостатирования ст (кривая 13) за вРемя 1, не превышающее 2-4 мин.Если в некоторый момент времени включить шунт в цепь тока, то температура шунта через короткий промежуток времени , 4 =2-3 мин вновьстановится равной температуре Все(кривая 14), т,е. время установлениятемпературы снижается в 10-15 раз,5причем среднее значение температурышунта остается на заданном уровне9 вне зависимости от величины токашунта, 10Кроме того, предлагаемая конструкция шунта позволяет улучшить равномерность температурного поля резистивного элемента, что обеспечиваетвозможность дополнительного повышения 15точности коэффициента преобразованияшунта, снижения габаритов, массы иматериалоемкости шунта. Это обусловлено тем, что максимальная температура шунта имеет место в средней частирезистивного элемента и температуранагрева снижается на 30-60% к краями, особенно, к углам резистивногоэлемента при применении нагревателяс равномерной плотностью тепловыделения,Для получения равномерного температурного поля по всей поверхностишунта в предлагаемом устройстве нагреватель выполнен в виде гибкой печатной платы, на которой методом,например, фотолитографии создаетсярисунок резистивных дорожек с увеличивающейся я периферии плотностью ихрасположения по поверхности нагрева- .теля. Это позволяет усилить плотность тепловыделения нагревателя иподнять температуру на указанныхучастках до температуры, примерноравной температуре в средней части40резистивного 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 предложеннойконструкции позволяет отказаться отдополнительного термостатированияизвестного шунта.Формула и з о б р е т е н и я1, Иунт, содержащий снабженныйтоковыми и потенциальными выводамиплоский резистивный элемент, нагреватель и термодатчики, расположенныес возможностью теплового контакта срезистивным элементом и изолированныеот него диэлектрическими прокладками,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производительностиизмерений, резистивный элемент выполнен в виде бифиляра, термодатчикизакреплены на боковых поверхностяхнагревателя, который размещен внутрирезистивного элемента,2. Бунт по п,1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что нагреватель выполнен в виде печатной платы с резистивными дорожками с возрастающейплотностью расположения к краям резистивного элемента.роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 1771/48 Тираж 746 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет 113035, Иосква, Ж, Подписноеного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5