Penjelasan rinci tentang perhitungan hambatan shunt ammeter

Dalam pengukuran rangkaian, amperemeter merupakan salah satu alat ukur yang umum digunakan. Untuk mengukur arus yang lebih besar, sering kali diperlukan penggunaan shuntperlawanan(juga dikenal sebagaimelangsir) untuk memperluas jangkauan amperemeter. Pemilihan dan perhitungan resistor shunt secara langsung mempengaruhi keakuratan dan keamanan pengukuran. Artikel ini secara sistematis akan memperkenalkan metode penghitungan hambatan shunt ammeter untuk membantu pembaca menguasai prinsip dan penerapannya.

1. Prinsip dasar amperemeter dan resistor shunt

Resistansi internal ammeter kecil, dan meteran mungkin rusak saat mengukur arus besar secara langsung. Sebuah resistor shunt dihubungkan secara paralel pada kedua ujung amperemeter sehingga sebagian besar arus melewati resistor shunt dan amperemeter hanya mengukur sebagian arus. Melalui hubungan rasio resistansi antara resistor shunt dan ammeter, rentang arus dapat diperluas.

2. Peran resistor shunt

Fungsi utama resistor shunt adalah untuk melangsir arus yang besar, melindungi amperemeter agar tidak rusak akibat arus lebih, dan menjamin keakuratan pengukuran arus. Desain resistor shunt yang masuk akal dapat mengurangi penurunan tegangan dan kehilangan daya serta menghindari mempengaruhi pengoperasian normal rangkaian.

3. Rumus dasar menghitung hambatan shunt

Misalkan rentang ammeter adalah I_m, hambatan dalam adalah R_m, arus maksimum yang diukur adalah I_max, dan hambatan shunt adalah R_s, maka menurut prinsip distribusi arus:

Saya_m × R_m = (I_maks I_m) × R_s

Dari sini kita dapat memperoleh:

R_s = (I_m × R_m) / (I_maks I_m)

Rumus ini menjadi dasar perancangan resistor shunt.

4. Pilih rentang ammeter yang sesuai

Sebelum menghitung resistansi shunt, perlu diperjelas rentang dan resistansi internal amperemeter. Jika rentang pengukuran terlalu kecil, resistansi shunt akan kecil dan daya akan tinggi; jika rentang pengukuran terlalu besar, keakuratan pengukuran akan berkurang. Pemilihan rentang pengukuran yang wajar merupakan prasyarat untuk memastikan keakuratan dan keamanan pengukuran.

5. Perhitungan daya resistor shunt

Resistor shunt menahan arus besar selama operasi, dan daya yang dihasilkan adalah:

P = I_s² × R_s

Dimana I_s = I_max I_m adalah arus yang melalui resistor shunt. Kekuatan resistor shunt harus dipilih dengan daya pengenal lebih besar dari nilai yang dihitung untuk memastikan keamanan dan stabilitas.

6. Pemilihan material dan struktur resistor shunt

Resistor shunt umumnya menggunakan koefisien suhu rendah, stabilitas tinggiResistensi paduanAtau resistor foil tembaga untuk memastikan akurasi dan stabilitas untuk penggunaan jangka panjang. Pada saat yang sama, resistor shunt harus memiliki kinerja pembuangan panas yang baik untuk menghindari perubahan resistansi akibat panas berlebih.

7. Desain resistor shunt untuk ammeter multi-range

Ammeter multi-rentang mewujudkan pengukuran rentang yang berbeda dengan mengganti resistor shunt yang berbeda. Saat mendesain, perlu untuk menghitung nilai resistansi shunt yang sesuai dengan setiap rentang untuk memastikan pembacaan ammeter akurat dan aman selama peralihan.

8. Kesalahan dan Koreksi dalam Penerapan Praktis

Nilai resistansi sebenarnya dari resistor shunt mungkin menyimpang karena kesalahan produksi dan perubahan suhu, sehingga mempengaruhi akurasi pengukuran. Dengan mengkalibrasi dan memilih resistor presisi tinggi, kesalahan dapat dikurangi secara efektif.

9. Tindakan pencegahan dalam memasang resistor shunt

Selama pemasangan, pastikan resistor shunt dan ammeter dihubungkan secara paralel dan dalam kontak yang baik untuk menghindari resistansi kontak mempengaruhi pengukuran. Resistor shunt harus dipasang dengan kuat untuk menghindari getaran dan kerusakan mekanis.

Perhitungan resistansi shunt sebuah amperemeter adalah bagian penting dari pengukuran arus. Dengan menghitung resistansi dan kekuatan resistor shunt secara wajar dan memilih bahan dan struktur yang sesuai, rentang ammeter dapat diperluas secara efektif, keamanan instrumen dapat dilindungi, dan akurasi pengukuran dapat dipastikan. Menguasai prinsip desain dan keterampilan penerapan resistor shunt sangat penting untuk pengukuran elektronik dan debugging rangkaian. Pengenalan artikel ini diharapkan dapat membantu pembaca secara sistematis memahami dan menerapkan metode perhitungan hambatan shunt ammeter.