Đồng hồ đo năng lượng thông minh và Shunt đồng

Đồng hồ đo năng lượng thông minh và Shunt đồng

Update:2023-06-15
Summary: Trong nhiều trường hợp, hệ thống đo lường hiện tại trong một đồng hồ năng lượng th...
Trong nhiều trường hợp, hệ thống đo lường hiện tại trong một đồng hồ năng lượng thông minh yêu cầu điện trở shunt để hoạt động. Các shunt này được sử dụng để bỏ qua dòng điện trực tiếp đi qua đồng hồ để mở rộng phạm vi hoạt động của thiết bị và cung cấp đầu ra millivolt (đến đồng hồ đo millivolt tiêu chuẩn hoặc dụng cụ) tương ứng với dòng điện chạy qua shunt. Điều này cho phép sử dụng shunt trong các ứng dụng không khả thi hoặc không an toàn khi chạy các thanh cái bằng đồng từ mạch mang dòng điện được đo đến bảng đo sáng hoặc tổng đài.
Một thách thức chung với các shunt năng lượng thông minh là chúng yêu cầu dung sai điện trở cực cao, thường lên tới 5%. Đây là kết quả của chính vật liệu hợp kim Manganin và độ nhạy vốn có của nó đối với sự dao động nhiệt độ trong giá trị điện trở tổng thể của nó. Dung sai này có thể được giảm thiểu thông qua hiệu chuẩn và/hoặc sử dụng một shunt bù nhiệt độ, tuy nhiên, điều này có thể làm tăng thêm chi phí tổng thể của đồng hồ đã lắp ráp và yêu cầu phần mềm bổ sung.
Một giải pháp thay thế cho các giải pháp này là cắt điện trở shunt. Điều này được thực hiện bằng cách loại bỏ một phần nhỏ của phần tử điện trở trong khu vực có giá trị điện trở quan trọng nhất. Điều này làm giảm điện trở tổng thể của shunt và cải thiện khả năng duy trì giá trị điện trở ổn định trong phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng hơn, tuy nhiên, quá trình này có thể tác động xấu đến các thuộc tính hiệu suất chính khác như tăng nhiệt độ và định mức công suất.
Để xác định xem việc cắt xén có bất kỳ tác động tiêu cực nào đến việc tăng nhiệt độ của điện trở song song Manganin và định mức công suất tổng thể của nó hay không, chúng tôi đã tiến hành một loạt thử nghiệm trên hai mẫu khác nhau. Đầu tiên, một cặp nhiệt điện loại K là điểm điện trở được hàn vào mặt sau của mỗi ống dẫn lưu để đo mức tăng nhiệt độ. Sau đó, các shunt được cấp nguồn lên đến 4 W và được đánh giá về cường độ dòng điện mà chúng có thể xử lý trong khoảng thời gian 24 giờ. Phương pháp Kelvin bốn dây được sử dụng cho tất cả các phép đo điện trở và kết quả được so sánh với các mẫu chưa được cắt.
Dữ liệu thu được cho thấy rằng, trung bình, các điện trở song song được cắt tỉa có mức thay đổi điện trở thấp hơn so với các điện trở không cắt tỉa của chúng ở cùng nhiệt độ thử nghiệm. Điều này là do sự kết hợp của các yếu tố bao gồm quá trình oxy hóa ban đầu trên bề mặt của hợp kim Manganin làm tăng điện trở của nó, cũng như quá trình ủ các tạp chất và giảm điện trở biên hạt làm giảm điện trở tổng thể của vật liệu.
Tuy nhiên, kết quả cũng cho thấy rằng các điện trở shunt bị cắt bớt có tốc độ thay đổi điện trở tăng lên trong 24 giờ thử nghiệm đầu tiên. Điều này được cho là do cả quá trình oxy hóa ban đầu cũng như các shunt điều chỉnh theo nhiệt độ mới của chúng trong khoảng thời gian này. Do đó, điều quan trọng là phải thực hiện lựa chọn ống dẫn lưu thích hợp và giám sát ống dẫn lưu theo thời gian để biết bất kỳ thay đổi nào về giá trị điện trở của chúng, điều này có thể cho thấy sự suy giảm hiệu suất của điện trở ống dẫn lưu trong suốt thời gian hoạt động của nó.