После проведения операции по удалению клапанов, хирург применяет ультразвуковое исследование, чтобы внимательно изучить венозную систему. В процессе обследования выявляется, что кровь оттекает не только через главную вену, но и по обходному каналу в боковые ветви, что может стать причиной неправильной циркуляции. Эти боковые ветви необходимо перевязать через отдельные небольшие разрезы. Такой подход гарантирует, что кровь в венозном шунте обратно не затечет в эти боковые ветви и будет направлена по нужному маршруту — к ноге.
Расчет измерительного шунта миллиамперметра
Байпас представляет собой электрическое или магнитное ответвление, которое подключается параллельно к основной цепи. Подсоединение одной ветви цепи параллельно другой, с целью уменьшения общего электрического сопротивления, известно как байпас. Этот метод широко применяется в схемотехнике, ведь он позволяет оптимизировать работу электрических схем.
Измерительный байпас — корреспондирующий резистор, который подключен параллельно клеммам токоизмерительного прибора, то есть параллельно его внутреннему электрическому сопротивлению. Это позволяет значительно расширить диапазон измеряемого тока, однако при этом чувствительность и разрешение прибора могут уменьшаться.
Изготовление измерительных ветвей осуществляется из материала, известного как манганин. В зависимости от конструкции этих ветвей, они могут иметь разные формы и размеры:
Для проведения измерений малых токов, что подразумевает значения не более 30 А, шунт часто располагается внутри корпуса прибора. При отсутствии подобной возможности, при измерении значительно больших токов, расположение шунта происходит на внешнем устройстве. Это помогает избежать чрезмерного нагрева корпуса, что может повредить внутренние компоненты устройства.
В портативных магнитоэлектрических устройствах, которые предназначены для работы с токами до 30 А, внутренние шунты конструируются так, чтобы их можно было использовать на различных диапазонах измеряемых величин.
Мультилимитные шунты проектируются так, чтобы состоять из серии резисторов, которые могут быть заменены с помощью тумблера или путем переустановки подключения от одной клеммы к другой, что зависит от выбранного предела измерения тока.
Внешние резисторы обычно калибруются по стандартным значениям тока и напряжения. Шунтирующие резисторы могут обладать диапазоном значений напряжения, таких как 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ.
При использовании шунтирующих элементов для измерения величин переменного тока может возникнуть дополнительная ошибка, связанная с преобразованием частоты, так как сопротивления измерительного элемента и шунтирующего устройства имеют различные зависимости от частоты, что впоследствии сказывается на точности расчетов.
Байпасы классифицируются в зависимости от точности: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5. Указанные значения для каждой категории показывают допустимое отклонение сопротивления от номинального значения в процентах, что важно учитывать при выборе элементов для сложной схемы.
Требования, предъявляемые к защите шунтирующих элементов, включают заблаговременное обеспечение низких потерь напряжения в зоне шунта, чтобы предотвратить перегрев приборов; необходимость постоянного значения сопротивления, что крайне важно для обеспечения точности измерений; а также устойчива к воздействию коррозии и неблагоприятных факторов окружающей среды.
Контроль постоянного тока находит широкое применение в различных отраслях промышленности, поскольку использование шунтирующих резисторов зарекомендовало себя как надежный, точный и долгосрочный метод непрерывного измерения постоянного тока.
Расчет и изготовление шунта
Токоизмерительный клещ M367 способен измерять максимальный ток до 150 A. Ясно, что для получения таких значений используется внешний шунтирующий резистор. Без такого элемента измеритель функционирует как миллиамперметр с предельным значением тока в 30 мА.
Таким образом, достигается любой диапазон измерения, изменяя величину сопротивления электронного соединения. Для практической демонстрации можно самостоятельно изготовить шунт для токоизмерительного прибора.
Основные понятия и формулы
Общий ток I распределяется между байпасом (Rx, Ih) и счетчиком (Ra, Ia) и обратно пропорционален сопротивлению этих частей. При этом сопротивление шунта в измерительной цепи необходимо рассчитывать с особыми условиями.
Чтобы увеличить диапазон измерительной шкалы на коэффициент n, существует формула: Rash=(n-1)/Ra, где n=I/Ia — коэффициент обхода, который показывает, насколько изменяется величина измеряемого тока.
Расчет шунтирующего звена
Чтобы правильно рассчитать байпас для микроамперметра, рекомендуется использовать данные измерительной головки прибора, такие как сопротивление рамки (Rram), максимальное значение тока, соответствующего максимальному отклонению индикатора (Iind) и предельное значение тока, которое будет измеряться (Imax). Для значений максимального измеряемого тока примем стандартное значение 30 мА. Значение Iind устанавливается экспериментально в процессе настройки устройства.
Для определения Iind в цепь вводится переменный резистор R, индикатор шкалы и сам измерительный прибор. Перемещая резистор R, необходимо добиться максимального отклонения стрелки на шкальном дисплее и зафиксировать значение Iind на контроллере. Из опыта известно, что Iind = 0,0004 А и Rram = 1 кОм (также измеренные с помощью тестера). Если использовать проверенную формулу, можно рассчитать значение сопротивления шунта для микроамперметра (индикатора) с помощью уравнения:
Rш = Rрам * Iинд / Imax; в данном случае, получаем Rш = 13,3 Ом, что позволяет точно настроить измерительный процесс.
Длина проводника
При выборе материала для изготовления конструкции, а также зная значение его удельного сопротивления, нужно провести расчет длины токового шунта. Эта длина будет зависеть от соотношений:
где: p — удельное сопротивление, J — длина, S — площадь поперечного сечения проводника. В данном случае, для медного провода выбираем стандартные параметры (p = 0,0175 Ом*мм2/м).
Значение площади можно определить, используя формулу, основываясь на известном диаметре проводника:
Результаты подсчетов должны привести к следующим значениям:
Для диаметра проводника d = 0,1 мм, получение значения длины даст:
Расчет байпаса для амперметра постоянного тока даст следующие результаты:
максимальный измерительный ток составит 30 мА,
материал проводника — медная проволока диаметром 0,1 мм, длиной 0,45 м.
Применение электронного калькулятора значительно упрощает процесс расчета и делает его более удобным.
Амперметр для зарядного устройства
Знание принципов преобразования вольтметра в амперметр будет полезным при проверке силы тока в процессе зарядки батарей. Это знание поможет также избежать ненужных повреждений оборудования при проведении измерений.
Прежде всего, важно убедиться в том, что стрелка вольтметра может полностью отклоняться на шкале. Необходимо иметь гарантии, что вольтметр не содержит дополнительных резисторов или внутренних шунтов, которые могли бы исказить показания.
Метод расчета для выбора шунтирующего резистора уже обсуждался ранее, поэтому самодельный амперметр может быть выполнен практическим методом, при условии использования измерительного устройства или тестера с диапазоном измерения до 8 ампер, что является оптимальным.
Простая схема включает зарядный выпрямитель, дополнительный эталонный амперметр, проводник для будущего шунтирования и аккумуляторную батарею, всю конструкцию следует собрать с учетом удобства работы.
Читайте также: Точилки для ножей, дизайн и конструкция, которые могут помочь в практической деятельности.
Чтобы создать шунт для амперметра на 10 А самостоятельно, на концах неизолированного толстого медного проводника длиной до 80 см делаются изгибы в виде кольца, которые затем фиксируются винтами. После этого в цепь последовательно соединяется батарейный выпрямитель с эталонным амперметром.
Один конец вольтметра соединяется с шунтом, тогда как другой конец проходит через медный проводник, выступающий в роли зонда. Питание подается на выпрямитель, и ток в цепи устанавливается на уровне 5 А с помощью эталонного амперметра для калибровки измерений.
Трасса подключения вольтметра должна быть тщательно спланирована: начиная с точки подключения, датчик вольтметра необходимо провести вдоль кабеля, пока значения обоих устройств не совпадут. В зависимости от сопротивления используемой коробки вольтметра подберите необходимую длину обходного кабеля до одного метра.
Обходной кабель может быть скручен в катушку или намотан иным образом. Необходимо, чтобы катушки были чутко натянуты, избегая касания друг друга, или изолированы по всей длине хлорвиниловой трубкой, чтобы предотвратить повреждения.
Предварительное определение длины кабеля, чтобы затем заменить его изолированной трубкой, методически приемлемо и удобно, однако требует аккуратности и добросовестности при проведении замены шунта и повторении всех действий для соблюдения точности измерений амперметра.
Важно, чтобы соединительные провода вольтметра были припаяны непосредственно к катушке шунта, иначе устройство будет давать искаженные и недостоверные показания измерения.
Провода, соединяющие шунт и счетчик, могут иметь любую длину, что позволяет размещать шунтирующий элемент в любом месте корпуса выпрямителя без влияния на показания устройства.
Шкала токоизмерительного прибора, использующего для своих измерений постоянный ток, представляет собой равномерно распределенные значения. Это важно при выборе соответствующего измерительного прибора, при этом буква «V» должна быть корректно заменена на «A», а числовые значения должны быть установлены на максимальный ток 10 A для правильной калибровки.
Первоначально опубликовано 2018-04-18 12:28:37.
Зачем нужен шунт?
Байпас представляет собой стрип-лайн (усиленный путь к плате) или участок провода с достаточным сечением, катушку с низким сопротивлением (менее 1 Ом) или резистор мощностью 10 Вт и более. Такой элемент используется в ситуациях, когда амперметр, предназначенный для измерения тока до 10 ампер, не может адекватно зафиксировать значение до 50 ампер, который потребляется конкретным оборудованием в электрической цепи. В терминологии электротехники это явление обозначается как «слишком маленький ампер на шкале», что указывает на то, что диапазон измерения тока того самого амперметра не охватывает такие большие значения.
Расчет сопротивления шунта
При расчете сопротивления шунта следует учитывать не только закон Ома, но и формулу Кирхгофа, которая необходима для понимания всей цепи и ее отдельных звеньев, включая выключатели, к которым подключен амперметр. Важно помнить, что общий ток, проходящий в точке подключения, равен сумме токов, протекающих через сам амперметр и его шунт.
Следует отметить, что сопротивление амперметра в несколько раз превышает сопротивление внешнего шунта, что означает, что ток, проходящий через внешний шунт, также в несколько раз больше тока, протекающего через сам амперметр. Это следует учитывать при создании резисторов и выборе шунтов.
При использовании цифрового измерительного прибора, в котором вместо измерительной головки применяется датчик тока и аналого-цифровой преобразователь, распределение токов, составляющих общий ток в цепи, остается несменным, что упрощает контроль и анализ работы устройства.
Схема включения устройства
Токоизмерительный прибор следует подключать последовательно с автоматическим выключателем. Такой выключатель может быть расположен в любом месте схемы, что обеспечивает большую гибкость в процессе сборки оборудования. Сам прибор показывает, сколько ампер в час потребляет вся цепь. Внешний байпас также подключается последовательно с цепью, но находится параллельно самому амперметру, что критически важно для его правильного функционирования.
