Matavimo šuntas – kaip jis veikia ir kur naudojamas?

Matuojamasis šuntas yra vienas svarbiausių elementų, naudojamų elektros inžinerijoje ir energijos elektronikoje srovei matuoti. Dėl savo paprastumo, patikimumo ir didelio tikslumo jis naudojamas daugelyje grandinių, kur reikia saugiai ir tiksliai matuoti dideles sroves.

Supratimas, kas yra šuntas, kaip jis veikia ir kur taikomas, yra svarbus tiems, kurie užsiima projektavimu, priežiūra ar elektros instaliacijų diagnostika.

Šuntas – apibrėžimas ir veikimo principas

Šuntas – specialus matavimo rezistorius su labai maža varža (paprastai dalimis omo), prijungiamas nuosekliai grandinėje, kur teka matuojama srovė.

Jo veikimo principas pagrįstas Omo dėsniu – tekant srovei atsiranda įtampa šunte, proporcinga srovės stipriui. Praktikoje ši įtampa yra labai maža, pvz., 75 mV pilno srovės diapazono metu. Todėl dažnai naudojami tokie apibūdinimai kaip šuntas 50A 75mV arba didelio srovės šuntai su didesniais diapazonais – šimtų ar tūkstančių amperų.

Šią nedidelę įtampą galima išmatuoti voltmometru arba tinkamai skalėto ampermetro pagalba. Tokiu būdu prietaisas rodo srovės stiprumą grandinėje.

Šuntas ir srovės matavimas

Pagrindinis šunto panaudojimas yra srovės stiprumo matavimas. Praktikoje išskiriamos kelios svarbios privalumai:

• galimybė matuoti dideles sroves, net keliasdešimt tūkstančių amperų,
• tikslūs rodmenys tiek nuolatinės (DC), tiek kintamosios (AC) srovės grandinėse,
• paprasta konstrukcija ir didelis matavimo tikslumas,
• saugumas naudojant dėl matavimo dalies izoliacijos nuo didelių srovių.

Daugeliu atvejų matuojamasis šuntas naudojamas kartu su ampermetru, kur matavimas atliekamas pagal šunto rezistoriaus sugeneruotą įtampą.

Šuntas ir ampermetras – kaip tai veikia?

Ampermetras pats negali matuoti didelių srovių, nes turi ribotą diapazoną. Norint teisingai prijungti ampermetrą, naudojamas šuntas.

Šuntas užtikrina, kad per matavimo prietaisą teka tik nedidelė srovės dalis, o pagrindinė srovė teka per šunto rezistorių. Tokiu būdu net didelės srovės, pvz., 50A 75mV, gali būti registruojamos klasikiniuose analoginiuose arba moderniuose skaitmeniniuose prietaisuose.

Praktikoje sakoma, kad šuntas „išplečia ampermetro matavimo diapazoną“.

Šuntas ir voltmetras

Nors dažniausiai susijęs su ampermetru, šuntas gali dirbti ir su voltmetru. Kadangi įtampa šunte proporcinga srovei, pakanka tinkamai skalėti voltmetrą, kad jo rodmenys atitiktų srovės stiprumą grandinėje. Taip paprastai sukuriama patikima matavimo sistema.

Tipiniai šunto parametrai

Šuntas apibūdinamas pagrindiniais dviem parametrais:

1. Srovės diapazonas – didžiausia srovė, kuri gali tekėti per šuntą nepažeidžiant jo. Tai gali būti tiek mažos vertės (keletas amperų), tiek labai didelės (tūkstančiai amperų).

2. Įtampos kritimas – standartinė reikšmė 75 mV prie didžiausios srovės, nors yra ir kitų variantų.

Pavyzdys: šuntas 50A 75mV reiškia, kad tekant 50 amperų per šunto rezistorių atsiranda 75 milivoltų įtampos kritimas.

Matuojamojo šunto panaudojimas

Srovės matavimas elektros instaliacijose

Šuntas plačiai naudojamas nuolatinės ir kintamosios srovės grandinėse, kur reikia matuoti srovę laiduose su dideliu apkrovimu. Jį galima rasti paskirstymo sistemose, pramoniniuose akumuliatoriuose ir energetikos įrenginiuose.

Elektronika ir automatika

Elektronikos prietaisuose ir automatikos sistemose šuntas veikia kaip matavimo elementas kontrolės ir apsaugos grandinėse. Dėl jo galima, pavyzdžiui, registruoti srovę laikui bėgant ir valdyti įrenginių darbą pagal matavimo duomenis.

Pramonė ir energetika

Pramonės įmonėse didelio srovės šuntai naudojami didelės srovės stebėsenai technologiniuose procesuose, pvz., suvirinimo aparatuose, elektrolizėje ar maitinimo sistemose. Jų didelis atsparumas darbo sąlygoms ir tikslumas daro juos nepakeičiamais daugelyje sričių.

Laboratorijos ir metrologija

Matavimo laboratorijose šuntai naudojami matavimo prietaisų kalibravimui ir tiksliems tyrimams. Matavimo tikslumas ir šunto parametrų stabilumas čia yra labai svarbūs.

Analoginis ir skaitmeninis šuntas

Tradicinėse schemose naudojami analoginiai šuntai, dirbantys su rodykliniais matuokliais. Šiuolaikiniai sprendimai vis dažniau naudoja skaitmeninius šuntus, kurie sujungia srovės matavimą su signalo apdorojimu ir gali būti tiesiogiai prijungti prie stebėjimo sistemų.

Šunto pasirinkimas ir naudojimas

Pasirenkant šuntą, svarbu atsižvelgti į:

• šunto varžą,
• maksimalią darbinę srovę,
• reikalingą įtampos kritimą (dažniausiai 75 mV),
• darbo sąlygas (temperatūra, aplinka, trumpųjų jungimų galimybė),
• reikalingą matavimo tikslumą konkrečiam taikymui.

Teisingas šunto prijungimas ir laidų pasirinkimas labai svarbus, norint gauti tikslius rodmenis.

Šunto naudojimo privalumai

• galimybė matuoti dideles sroves nepažeidžiant matavimo prietaiso,
• didelis matavimo tikslumas,
• paprasta konstrukcija ir saugus bei patikimas veikimas,
• platus modelių diapazonas – nuo kelių amperų iki tūkstančių amperų,
• suderinamumas tiek su analogiškais, tiek su skaitmeniniais matuokliais.

Santrauka

Matuojamasis šuntas – elementas su paprasta konstrukcija, bet didžiule reikšme srovės matavimams. Naudojant mažos varžos šunto rezistorių, galima tiksliai ir saugiai matuoti dideles sroves AC ir DC grandinėse.

Naudojamas ampermetruose, voltmetruose ar moderniose skaitmeninėse sistemose, šuntas lieka nepakeičiamas ten, kur svarbus tikslumas ir patikimumas. Nuo metrologijos laboratorijų, per pramonę iki energetikos – jo vaidmuo sunkiai pervertinamas.

Kviečiame susipažinti su mūsų pasiūlymu ir pasinaudoti mūsų specialistų žiniomis. Kartu rasime geriausiai Jūsų poreikiams pritaikytus sprendimus.