Hur i PRAKTIKEN shunta ampere meter med låg-ohms-motsånd?

U

Uffe Stjärna

Well-Known Member
Hej Alla,

Kan någon förklara för mig hur jag shuntar en ampere-meter när motståndet skall vara t ex 0,05 ohm?

När jag räknar bli resistansen oftast under 1 ohm. Hur gör jag för att shunta i dessa fall?

Ex: 1 mA meter för fullt utslag som skall mäta upp till 1A med intern resistans 50 ohm. Shunt motståndet blir då: 0,05 ohm.

Hur gör jag detta? Kan jag lägga ett motstånd i serie med instrumentet och sedan shunta den totala resistansen
 
Shuntresistans borde vara så låg som möjligt för att slippa onödig effektförlust i mätkretsen.
Hur lågt man kan komma beror på mätarens känslighet. Får man för stort utslag så kopplas en trimpot i serie med mätinstrumet för att ställa in max-utslag.
Låga shunmotstånd kan tillverkas av motståndstråd som kan tas t.ex ifån trådlindade effektmotstånd.
Har man inte ohmmätare till låga värde, så går det nog bra att prova sig fram :). Slår mätaren i botten så antingen minskar man shunten, eller ökar mätarens serieresistans. Att få en linjär skala är en annan femma...
 
Allt beror ju på den ursprungliga mätarens inre motsånd spänning och ev ström.
Fabriksköpta shuntar ger ett visst spänningsfall vid märkström, exvis är 50 mV en standard.
Man anvädner då en mätare med 50 mV mätområde.
Som amatör vill man ofta laga till en mätare av något okänt.

Så lite serieresistanser som möjligt gäller. Vi vill ju inte att Amp mätaren skalls stjäla spänning.

Jag brukar ibland använda en kopplingskabel som shunt. Exvis 0,75 mm2, Klipp till en bit exvis 50 cm och testa. Cut änd try tills du får det utslag dui vill ha.
Givetvis måste du ha en mätare att kalibrera mot och strömslukande belasningar, exvis 55 Watts billampor.
Då slipper man köpa dyra 0,00ingeting Ohm motstånd, eller tillverkarka sådana.

För en Amp mätområde blir det en smalare trådbit, kanske några meter.
de
Roy
 
Shuntmotståndets utformning blir ganska kritisk när man vill ha en så stor
skalfaktor.

Om man antar att inre resistansen i ett 1 mA instrument är 60 ohm (ganska vanligt)
så blir shuntresistansen för 1000 mA fullskala 60/(1000-1) = 0,060 ohm.

Detta motsvarar c:a 440 mm av 0,4 mm koppartråd.
Det man ska tänka på är att totalströmmen i första hand ska flyta genom shunten,

För att undvika att övergångsmotstånd mm påverkar noggrannheten rekommenderas att tråden i shunten går till de yttre anslutningarna, och att instrumentets anslutningar då får "brygga" shunten.

Man bör också känna till att det enda säkra sättet att mäta upp ett instruments inre resistans är att låta en ström = fullskaleutslag flyta genom det. Sedan sätter man ett motstånd parallellt som är så stort att precis halva utslaget erhålls, då är detta motstånd = inre resistansen.


73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Det verkar i så fall enklare att satsa på ett instrument i klassen 100 mikro-ampere istället. Interna resistansen hamnar då på 1000-2000 ohm. Shunten blir då 0,1-0,2 ohm. Motstånd i denna klass finns lättare att få tag i även som precisionsmotstånd.

Syftet är att mäta anodströmmen i ett HV-PS mellan HV- och GND.
 
Borde man inte kunna välja en shunt med högre resistans (= större spänningsfall), och sedan lägga ett motstånd i serie med instrumentet för att begränsa strömmen genom det?
 
Detta gör man i en del fall, när spänningsfallet kan tolereras.

Om vi fortsätter med kravet på 1 A fullskala så kan man t.ex. använda 0,5 ohm som
parallellmotstånd, och sedan använda ett förkopplingsmotstånd i serie med instrumentet så att fullt utslag = 1 mA motsvarar 0,5 V. Detta motstånd blir då (0,5/0,001)-Ri ohm, alltså 440 ohm om Ri = 60 ohm.

Det finns en ytterligare poäng med detta.

Om man sätter motvända kiseldioder över parallellmotståndet så kommer spänningen över detta inte att kunna överskrida c:a 1 V, och instrumentet är då ganska bra skyddat mot överströmmar.

Man kan också utveckla hela iden, och använda ett parallellmotstånd på 2 ohm, samt ha 3 dioder i serie för varje gren av shuntdioderna. Om man då sätter en optokopplare med kanske 1000 ohm eller så före lysdioden över motståndet har man nu fått ett överströmsskydd som är mycket snabbt.

Utgången på optokopplaren påverkar sedan en krets som omedelbart bryter primärströmmen
så att komponenterna "nedströms" skonas. Ett "glitch-motstånd" i serie med plus-ledningen på 20 - 50 ohm där den lagrade energin i filterkondensatorn kan förbrukas gör att röret oftast överlever ett överslag eller en självsvängning.

Sådana anordningar hittar man ofta i materiel för yrkesmässigt bruk.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Så i mitt fall är det förmodligen helt OK att använda ett motstånd i serie med instrumentet som Karl-Arne skriver, eftersom ett mindre spännings-fall är tämligen betydelselöst när jag skall mäta strömmen i HV minus-returen i ett HV-PSU.

Tack för bra svar och 73's

SM0NOR
/Uffe



SM0AOM said:
Detta gör man i en del fall, när spänningsfallet kan tolereras.

Om vi fortsätter med kravet på 1 A fullskala så kan man t.ex. använda 0,5 ohm som
parallellmotstånd, och sedan använda ett förkopplingsmotstånd i serie med instrumentet så att fullt utslag = 1 mA motsvarar 0,5 V. Detta motstånd blir då (0,5/0,001)-Ri ohm, alltså 440 ohm om Ri = 60 ohm.

Det finns en ytterligare poäng med detta.

Om man sätter motvända kiseldioder över parallellmotståndet så kommer spänningen över detta inte att kunna överskrida c:a 1 V, och instrumentet är då ganska bra skyddat mot överströmmar.

Man kan också utveckla hela iden, och använda ett parallellmotstånd på 2 ohm, samt ha 3 dioder i serie för varje gren av shuntdioderna. Om man då sätter en optokopplare med kanske 1000 ohm eller så före lysdioden över motståndet har man nu fått ett överströmsskydd som är mycket snabbt.

Utgången på optokopplaren påverkar sedan en krets som omedelbart bryter primärströmmen
så att komponenterna "nedströms" skonas. Ett "glitch-motstånd" i serie med plus-ledningen på 20 - 50 ohm där den lagrade energin i filterkondensatorn kan förbrukas gör att röret oftast överlever ett överslag eller en självsvängning.

Sådana anordningar hittar man ofta i materiel för yrkesmässigt bruk.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
Click to expand...
 
Tycker att överströmsskyddet med optokopplare som Karl-Arne beskriver är "fiffigt". Har sett kopplingen i nätaggregat där maxströmmen för flera olika spänningar övervakas samtidigt. Man hade då en shunt/optokopplare per spänning. Optokopplarnas transistorer var sedan parallellkopplade som i en optisk ELLER funktion. Transistorerna triggade sedan i sin tur en Triac som kortslöt och blåste säkringen. Man kunde på så vis ha olika maxström för de olika spännigarna på ett enkelt sätt.
 
I riktigt stora slutsteg där det fanns lagrade energier i MW-klassen använde man ett liknande
upplägg, fast med en "ignitron" istället för en tyristor. Spänningsfallet över ett motstånd
användes för att tända ignitronen, som därefter kortslöt utgången på likriktaren. I samma ögonblick
bröts också primärkraften.

Rätt justerad så var anordningen snabb nog att kunna kortslutas av en tunn silvertråd utan att den
brann av. Har själv bevittnat hur likriktaren (14 kV, 20 A) till en 100 kW HF-sändare testades genom att kortsluta utgången med en 0,4 mm tråd. Det hann inte ens bli någon synlig ljusbåge, men transformatorns protest mot behandlingen kändes som en lätt jordbävning.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Håller du på med ett slutsteg eftersom du vill mäta anodströmmen... om så är fallet så skulle det inte vara bättre att mäta katodströmmen istället. Jag skulle hålla bort mig från anodkretsar om det finns några KV spänning!
 
Genom att placera instrumentet på ett genomtänkt ställe, i serie med minusledningen till kraftaggregatet, går det att mäta anodströmmen utan att utsätta mätverket för högspänning.

Annars är det helt rätt tänkt, man ska aldrig utsätta isolationen i ett vanligt instrument för mer än 500V eller så.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Semantik, eller? Det är väl fortfarande anodströmmen jag mäter även om jag sätter instrumentet i minus-returen, mellan HV-minus och GND, samtidigt som HV-minus ligger på en potential strax ovanför GND?


Till syvende ås sist handlar det ändå om att mäta strömmen som flyter från 0-potentialen, via katoden till anoden?

Så det kanske är mer korrekt att kalla det katodstöm när instrumentet sitter mellan HV-minus och GND eftersom man mäter närmare 0-potentialen ?

Men jag tror ändå att "anodström" är det som för det mesta används.
 
Uffe Stjärna said:
Semantik, eller? Det är väl fortfarande anodströmmen jag mäter även om jag sätter instrumentet i minus-returen, mellan HV-minus och GND, samtidigt som HV-minus ligger på en potential strax ovanför GND?


Till syvende ås sist handlar det ändå om att mäta strömmen som flyter från 0-potentialen, via katoden till anoden?

Så det kanske är mer korrekt att kalla det katodstöm när instrumentet sitter mellan HV-minus och GND eftersom man mäter närmare 0-potentialen ?

Men jag tror ändå att "anodström" är det som för det mesta används.
Click to expand...

Det är anodströmmen du mäter. Katodströmmen inbegriper även gallerströmmar. Därav "genom att placera instrumentet på ett genomtänkt ställe".
 
SM0BRF said:
Det är anodströmmen du mäter. Katodströmmen inbegriper även gallerströmmar. Därav "genom att placera instrumentet på ett genomtänkt ställe".
Click to expand...

Gäller inte det bara i de fall jag använder en grounded-grid-koppling? Då får jag summan av anodström och gallerström när jag mäter mellan HV-minus och GND)?
Ifall jag använder en grid-driven tetrod-koppling med katoden i backe så går väl galler-strömmarna i sina egna banor? Eller har jag missat nått nu?

SM0NOR /Uffe
 
Principen att mäta anodströmmen i minusledningen kan tillämpas oavsett om det är GG eller någon annan konfiguration. Dock gör man nödvändigheten till dygd ifall man vill ha en separat indikering
av gallerströmmen i GG, när gallret är direkt kopplat till chassiejord.

Då flyttar man referenspunkten för alla mätningar till den flytande katoden, och då får man gallerströmmen separat mellan katod och jord.

När ett förstärkarsteg går i katodjord så kan man komma åt att mäta alla gallerströmmar separat.

Ett raffinemang uppstår om man jordar skärmgallret direkt för att komma undan den besvärliga skärmgalleravkopplingen. Då delar man upp högspänningsaggregatet i två, ett kopplat till katoden som är negativt jämfört med skärmgaller + chassie, och ett annat, positivt, som matar anoden. Summan av dessa spänningar blir anodspänningen.

Genom att tillämpa Kirchhoffs strömlagar så kan man fortfarande mäta de olika strömmarna separat.
Dock blir flera av instrumenten "flytande" gentemot chassiepotential.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Strömshuntar tillverkas lätt av en bit förzinkad järntråd som kan böjas i en slinga, zick-zackas eller lindas upp på en stomme av något slag. Det man skall tänka på och som K-A flyktigt nämnde men som ingen kommenterade är att ALLTID ansluta instrumentet på ett sådant sätt att kontaktresistansen i instrumentets polskruvar inte tillåts påverka noggrannheten.

Man skall också komma ihåg att om glappkontakt uppstår så att shunten blir bortkopplad eller kontaktresistansen ökar markant så finns en överhängande risk för att instrumentet förstörs. Glappkontakt är ett fenomen som är vanligt även i kommersiellt tillverkad utrustning och kan uppstå i samband med service när man tvingas bända och vrida på saker och ting för att komma åt.

Om man nu väljer att tillverka en egen strömshunt så kan vi tänka oss följande praktiska lösning, ett exempel bara för att åskådliggöra saken.

En 1 m lång tråd ansluts i en strömkrets matad från ett labb-agg med strömvisning. Mätinstrumentets poler ansluts temporärt i punkterna 0.1 resp 0.5 m. Om instrumentet visar för mycket så flyttas instrumentanslutningarna närmare varandra tills önskat utslag erhålls. Om instrumentet visar för lite så ökas avståndet. Se tråden som en skjutpotentiometer.

Det viktiga i kråksången är dock att ALDRIG ansluta mätinstrumentet i punkterna 0 resp 1 m. Följer man dessa enkla råd så får man en synnerligen robust lösning där framtida glapp aldrig kan skada instrumentet. Ev skyddskretsar med dioder eller seriemotstånd som K-A föreslog kan med fördel läggas till.

Till "högströmshuntar" använder jag själv förzinkad glödgad järntråd som har mycket god lödbarhet och som inte rostar. 1 m 1.5 mm tråd har ungefär 70 milliohm resistans. Genom att välja klenare tråd så kan ju längden för en given resistans nedbringas.

/Bengt
 
Det du nämner om järntråd Bengt, kommer miga tt tänka på de järntrådsmotstånd som var inbyggda i rörhöljen och var avsedda som någon form av regulator.
Eisenstoffwiederstand på tyska.
Frågan är vad de stabbar? Men det är den termiska effekten av järn man använder.
En applikation jag minns var att stabba glödströmmen till IR strålkällor, långvågig sådan i O2 analysatorer.
Nu handlar det väl om något högre temperatur än vad en sådan här shjunt blir och därmed är shunten tillräckligt stabil.
Själv användnr jag koppartråd på samma vis som Bengt beskriver.

Men är det någon som minns vad järntrådsmotstånden (eisenstoffwiederstand) hade för egenskaper att stabilisera? Kanke något som liknar NTC.
 
"Eisenwasserstoffwiderstände" eller "järn-väte motstånd" är en form av PTC-motstånd, som använder järnets stora temperaturkoefficient och vätgasens höga värmeledningsförmåga för att skapa termisk jämvikt.

Ett sådant motstånd utgör en strömregulator, som strävar att hålla strömmen i kretsen konstant.

Sådana hittade man lite här och var, ett känt sådant var Amperite 4H4 som satt i bl.a. National HRO-60 för att stabilisera glödströmmen. Också i radar och i en del stabiliserade kraftaggregat kunde man hitta dessa.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Last edited:
Att det var vätgas i visste jag inte.
Men de här eisenstoffwiderständen var ju inbyggda i en glaslampa likt ett elektronrör.
Intressant kunskap.
Det gäller i alla fall att hålla en eventuell shunt kall om man gör den av järntråd.

Varför finns inte så fina komponenter numera?

Så resistansen i järnet ökar med ökad temperatur, PTC.
Men förmodligen med en mer linjär kurva än de vanliga PTC motstånden.

de
Roy
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top