5-3. РЕДИСТИВНЫЕ ПЕРВИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ТОКА

Первичные преобразователи тока — шунты представляют собой резисторы, включаемые параллельно токовой цепи ИПМ, обладающей входным сопротивлением . Сопротивления шунтов современных средств измерений мощности лежат в широких пределах — от до Ом. Столь же широк и возможный диапазон входных сопротивлений токовых цепей этих средств.

В зависимости от того, является ли входным сигналом преобразователя мощности или возможны два представления коэффициента преобразо вания

Погрешности вызванные отклонением сопротивлений и от номинальных значений, соответственно равны:

где .

Из этих выражений следует, что при масштабном преобразовании тока погрешность компенсируется при условии е. при попарном равенстве составляющих так же как это имеет место при масштабном преобразовании напряжения. Погрешность сопровождающая преобразование токов в напряжение компенсируется при противоположных знаках погрешностей и и при условии, что погрешность в раз больше Очевидно, что реализация условий компенсации значительно сложнее. Поскольку преобразователи тока в величины и структурно одинаковы, оценка их погрешностей в виде или определяется только тем, является ли выходной сигнал ИПМ функцией напряжения или тока. Рассмотрим в качестве примера два варианта токовой цепи термоэлектрического ИПМ с согласующими электронными усилителями (рис. 5-4, а и б). В обеих схемах сопротивления резисторов одинаковы и использованы одинаковые усилители с равными коэффициентами усиления. Отличие их состоит в том, что нагреватель термопреобразователя в схеме рис. 5-4, а подключен к выходу усилителя с отрицательной обратной связью по напряжению, входным сигналом которого является , а в схеме рис. 5-4, б — в цепь о. о. с. усилителя по току, входным сигналом которого является ток При достаточно большом коэффициенте усиления и 100%-ной о. о. с. по напряжению токи нагревателей соответственно

Погрешность первичного преобразования тока для схемы рис. 5-4, а должна оцениваться как , а для схемы рис. 5-4,6 — как . Второй вариант включения термопреобразователей предпочтительнее, особенно при малых токах, когда сопротивления отличаются всего на один-два порядка, что позволяет изготовлять их из одного материала и компенсировать реактивность

так же, как в делителях напряжения. Существенным достоинством схемы рис. 5-4,б является также и то, что коэффицент преобразования не зависит от сопротивления его нестабильности и реактивности.

Схемные и конструктивные решения многопредельных шунтов в основном определяются номинальными значениями их сопротивлений и контактным сопротивлением переключателя . В зависимости от соотношения этих параметров используется двух-, трех- или четырехзажимное включение шунтов.

На рис. 5-5, а представлена наиболее распространенная схема многопредельного шунта, состоящая из независимо подгоняемых шунтов и переключателя Напряжение на выходе магазина шунтов соответствует условию двухзажимного включения, когда Если допускаемая погрешность магазина то двухзажимное включение возможно при условии Практически при такое включение возможно При Ом. Трехзажим ное включение исключает влияние и участка цепи от переключателя Ям до верхнего потенциального зажима. Погрешность подгонки определяется только нестабильностью контактных сопротивлений в точках нестабильностью сопротивления отрезка шины и нестабильностью контактного сопротивления зажима А магазина шунтов. Шина нередко выполняется из манганина, благодаря чему влияние нестабильности ее сопротивления практически устраняется. Индуктивность отрезка при работе прибора на переменном токе является существенным источником частотной погрешности, так как на всей длине этого отрезка не удается обеспечить бифилярность токоподводов от входных зажимов магазина. Практически трехзажимное включение допустимо для шунтов с сопротивлением Ом При меньших значениях используется четырехзажимное включение при котором исклю чается влияние всех участков цепи вне потенциальных зажимов.

Рис. 5-4

Рис. 5-5

Реже используются многопредельные шунты с суммированием сопротивлений (рис. 5-5,б и в) или проводимостей (рис. 5-5, г). Такие магазины шунтов допускают двухзажимное включение каждого из резисторов и двух- или трехзажимное включение магазина в целом и, следовательно, могут использоваться только при сравнительно больших сопротивлениях . В схеме

рис. 5-5, б сопротивление шунта где — число включенных резисторов. Переключатель осуществляет коммутацию входной цепи. Влияние его устраняется путем подключения выходной цепи к потенциальным зажимам через . При этом магазин шунтов в каждой позиции переключателя представляет собой трехзажимный резистор, свойства которого аналогичны рассмотренным выше для схемы (рис. 5-5, а) в трехзажимном включении. Недостатком схемы является трудность точной подстройки, вызванная зависимостью сопротивления каждой последующей ступени от предыдущей. Этот недостаток устраняется в схеме (рис. 5-5, в), допускающей в узких пределах индивидуальную подгонку сопротивления каждой ступени с помощью подстроечных резисторов Сопротивление ступени шунта в этом случае .

Многопредельные шунты с сумированием проводимостей (рис. 5-5, г) удобны тем, что позволяют производить -кратное изменение предела измерения по току путем параллельного включения резисторов одного номинального значения, однако при их использовании существенно усложняется переключатель и повышаются требования к его сопротивлению так как схема суммирования проводимостей не позволяет реализовать четырехзажимное включение.

Компенсация всех составляющих погрешностей делителей напряжения и шунтов тем эффективнее, чем меньше начальное значение этих составляющих, определяющихся параметрами резисторов.