Прецизионный шунт Советский патент 1979 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к области измерения электрических величин и может быть использовано в системах измерения и стабилизации тока. Известны прецизионные шунты, имеющие коаксиальную конструкцию и используемые в системах измерения и стабилизации постоянно го и импульсного токов 1. Такие шунты имеют низкую стабильность, приводящую к погрещностям при измерении токов. Наиболее близким по техническому решени к предлагаемому является прецизионный шунт выполненный в виде коаксиальной конструкции. Внутренний проводник изготовлен из высокостабильного манганина, с него снимается сигнал, пропорциональный протекающему току, а внешний проводник является токопроводом. В зависимости от удельной мощности, рассеиваемой щунтом, для его охлажде1шя используется либо вода, либо воздух. Для уменьшения механических напряжений, действующих на манганин в конструкцию шун та введен пружинный элемент, компенсирующий температурное изменение длины манганина 2. Различие в мощности, выделяющейся во внутреннем и внешнем проводниках, и связанное с этим неравенство их температур, а также различи в коэффициентах линейного расширения проводников приводит к тому, что при изменении тока, протекающего через шунт, происходит изменение длины внешнего и внутреннего проводников. Для уменьшения механических напряжений, возникающих в манганине из-за этого различия и приводящих к ухудшению стабильности его электрического сопротивления, в конструкцию шунта приходится вводить допол1штельный пружинный элемент, который, однако, в силу своей конечной жесткости полностью эти напряжения не снимает. Кроме . того, температура манганина зависит от температуры охладителя и при ее непостоянстве будет изменяться даже прн неизменной токовой Нагрузке, что приводит -к пополнительному снижению стабильности .

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения путем повышения стабшгыюсти сопротивления шунта.

Эта цель достигается тем, что в прецизионный шунт, содержащий два коаксиально расдаложенных цилиндрических проводника, в верхней части соединенных кольцом, а в нижне чэ-ти присоединенных к токовым выводам с изолированными кольцами, введены теплообменник и цилиндрический корпус, заполненный охлаждающим жидким диэлектриком с низкой температурой кипения, при этом цилиндрические проводники размещены в циливдрическом корпусе и односторонне в нем фиксированы, а теплообменник установлен в верхней части корпуса. Эта цель достигается также тем, что оба цилиндрических проводника выполнены из одинакового резистивного материала.

На чертеже изображен общий вид прецизионного шунта в разрезе.

Пр ецизионный щунт содержит внешний и внутренний цилиндрические проводники 1, 2 из резистивного материала, которые в верхней части соединены между собой кольцом .3, а в нижней гфисоединены к токовым выводам 4 и 5. Токовые выводы изолированы друг от друга и от корпуса 6 изоляционными кольцами 7. Нижняя часть корпуса, в которой нахо-, дятся резистивные проводники, заполнена охлa штeлeм - жидким диэлектриком 8 (например фреон Ф-113). В верхней части корпуса находится теплообменник 9. Сигнал, пропорциональный току протекающему через шунт, снимается с потенциальных перемычек 10 и 11.

Ток, протекающий через шунт, разогревает резистивный материал, что приводит к изменению его электрического сопротивления, т.е. к нестабильности шунта. Повьппение стабильности шунта достигается путем стабилизации температуры охладителя и уменьшением колебаний температуры резистивного материала при изменении токовой нагрузки. Это обеспечивается охлаждением резистивных проводников жидким диэлектриком, кипящим на их поверхности. Пары диэлектрика конденсируются в теплообменнике.

Разогрев резистивных приводников приводит к изменению их длины. С целью уменьщения возникающих при этом механических напряжеНИИ, приводящих к изменению сопротивления щунта, эти проводники имеют по отношению к корпусу одностороннюю фиксацию положения, а их собственные изменения длины одинаковы за счет того, что они имеют одинаковую начальную длину.

Данная конструкция шунта позволяет свести к минимуму механические напряжения, возникающие в резистивном материале при разогреве его протекающим током, что приводит к повышению стабильности электрического сопротивления этого материала, в результате чего повышается точность проводимых измерений. Кроме того, введение испарительного охлаждения резко снижает зависимость температуры резистивного материала от влияния колебания температуры внешней среды и охладителя теплообменника (например, воды).

Формула изобретения

1.Прецизионный шунт, содержащий два коаксиально расположенных цилиндрических проводника, в верхней части соединенных кольцом,

а в нижней части присоединенных к токовым выводам с изоляционными кольцами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, путем повышения стабильности сопротивления шунта, в него введены теплообменник и цилиндрический корпус, заполненный охлаждающим жидким диэлектриком с низкой температурой кипения, при этом цилиндрические проводники размещены в цилиндрическом корпусе и односторонне в нем фиксированы, а теплообменник установлен в верхней части корпуса.

2.Прецизионный шунт по п. 1, отличающийся тем, что оба цилиндрических проводника выполнены из одинакового резистивного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР № 424240, кл. Н 01 С 3/02, 1974.

2.4Wae,ter F.Prqeg-. Precision coaxiа6 manaanin sliunts.lEtt Ti-cuns.Nuceeai- Science,-197-1,16, fJ-3.

«XD