Realizzare e usare lo shunt

[paologiusy]

Scusate, so che c'è un mare di discussioni sull'argomento, ma vorrei discuterlo in forma un pò personalizzata.

Seguendo i consigli di un amico del forum mi sono realizzato sto fantomatico Shunt.

Non capisco nulla di elettronica, sono andato in un negozio, ho chiesto 10 resistenze da 0,1 ohm ceramiche, non le avevano, ne ho prese 10 da 0,12 ohm. Sono dei parallelepipedi 2cm x 1 circa, bianchi, mai visti prima, con una scritta "5W 0,12 RK".

Arrivato a casa, le ho incollate su una basetta in balsa, ho collegato in parallelo tutti i terminali (spero non abbiano una polarità + o - da rispettare) e vi ho saldato due fili con i terminali da mettere in serie al positivo del cavo che va dalla batteria al regolatore.

Dopodichè son partito con le misurazioni.

Teoricamente, se ho capito giusto, l'inverso della resistenza equivalente dell'accrocchio è di 0,012 ohm ^-1 ( = 10 * 1 / 0,12)

Quindi, data la differenza di tensione ai capi dello shunt, espressa in volts, dividendo per 0,012 ottengo gli Ampere erogati dalla batteria.

La prima prova fatto il calcolo, ottengo un valore in ampere quasi doppio di quello che mi restituisce il tester (5A)

Riprovo con un altro modello, stavolta ricordo bene i valori, leggo 10,5 A sul tester e 175 mV ai capi dell'accrocchio, 175/0,012/1000 = 14,58 A.

Domanda: è possibile che un tester sbagli così di brutto ? Oppure ho sbagliato io nel realizzare / usare lo shunt ?

[Naraj]

Il tuo shunt è corretto, ha 0,012 Ohm.
Se il tuo tester misura giusto e hai letto ai capi delle resistenze 175 mV significa che il circuito è attraversato da una corrente di 14,58 A.
Mi sembra di capire che nel circuito hai collegato in serie anche un amperometro (tester) nel quale leggi contemporaneamente 10,5 A.
La differenza di lettura può essere dovuta o alla tolleranza delle resistenze oppure alla staratura del voltmetro nella misura della tensione oppure nel mal funzionamento dell'amperometro.

Se hai usato lo stesso tester per leggere prima la tensione e poi la corrente, la differenza può essere in parte giustificata dalla ulteriore resistenza messa in serie dall'amperometro.

Per mia esperienza mi affiderei più alla lettura del voltmetro che dell'amperometro. Comunque nel dubbio ti consiglio un'altra prova con strumenti diversi e affidabili.

Naraj.

[paologiusy]

Originalmente inviato da Naraj

Il tuo shunt è corretto, ha 0,012 Ohm.
Se il tuo tester misura giusto e hai letto ai capi delle resistenze 175 mV significa che il circuito è attraversato da una corrente di 14,58 A.
Mi sembra di capire che nel circuito hai collegato in serie anche un amperometro (tester) nel quale leggi contemporaneamente 10,5 A.
La differenza di lettura può essere dovuta o alla tolleranza delle resistenze oppure alla staratura del voltmetro nella misura della tensione oppure nel mal funzionamento dell'amperometro.

Se hai usato lo stesso tester per leggere prima la tensione e poi la corrente, la differenza può essere in parte giustificata dalla ulteriore resistenza messa in serie dall'amperometro.

Per mia esperienza mi affiderei più alla lettura del voltmetro che dell'amperometro. Comunque nel dubbio ti consiglio un'altra prova con strumenti diversi e affidabili.

Naraj.

Grazie dell'intervento, so che te ne intendi per aver visto alcuni tuoi post.

Per le misurazioni mi avvalgo di un semplice tester da supermercato, usato alternativamente come voltmetro o come amperometro. La cosa che mi stupisce è che uno strumento di misura "commerciale" possa dare degli errori dell'ordine del 50%, oltretutto in difetto, cosa abbastanza pericolosa.

Altri strumenti non ne ho, o meglio, a questo punto tanto varrebbe acquistare un data-logger oppure un wattmeter.

Mi pare di capire che, in un tester da supermercato, consideri più attendibile la lettura come voltmetro che come amperometro, e quindi l'amperaggio più corretto siano i 14,5 A e non i 10,5 letti direttamente. La cosa è un pelo preoccupante, in quanto significherebbe che ho sempre basato i miei acquisti su dei consumi sottostimati.

[Naraj]

Originalmente inviato da paologiusy

Grazie dell'intervento, so che te ne intendi per aver visto alcuni tuoi post.

Per le misurazioni mi avvalgo di un semplice tester da supermercato, usato alternativamente come voltmetro o come amperometro. La cosa che mi stupisce è che uno strumento di misura "commerciale" possa dare degli errori dell'ordine del 50%, oltretutto in difetto, cosa abbastanza pericolosa.

Altri strumenti non ne ho, o meglio, a questo punto tanto varrebbe acquistare un data-logger oppure un wattmeter.

Mi pare di capire che, in un tester da supermercato, consideri più attendibile la lettura come voltmetro che come amperometro, e quindi l'amperaggio più corretto siano i 14,5 A e non i 10,5 letti direttamente. La cosa è un pelo preoccupante, in quanto significherebbe che ho sempre basato i miei acquisti su dei consumi sottostimati.

Posseggo diversi tester e alcuni sono cinesi (5 euro). Ti posso assicurare che non ho trovato grosse differenze di quest'ultimi con strumenti molto più costosi.
Come già detto, quando colleghi un qualsiasi amperometro in un circuito, devi sommare la sua resistenza interna a quella del circuito. Questo aumento di resistenza fa diminuire la corrente che scorre nel circuito.
Poichè nelle tue misure c'è una differenza del 30%, questo mi fa pensare a degli errori di lettura o del voltmetro oppure dell'amperometro. Questo enigma lo può risolvere solo un secondo strumento campione.

Naraj.

[paologiusy]

Mi hai fatto venire una idea. Proverò a vedere se in officina sul lavoro mi possono prestare un tester provvisoriamente per verificare l'attendibilità del mio.

Grazie.

[Valerioraptor]

I tester commerciali, soprattutto se di fascia bassa, introducono un carico nel circuito enorme. questo falsa il risultato finale. Fidati è mooolto più attendibile lo shunt, io ho notato uan differenza di al massimo mezzo A tra shunt e pinza amperometrica (ll volemntro che usavo era uno economico non molto attendibile...)

[Claudio_F]

Infatti per valori cosi' elevati di corrente la resistenza degli stessi cavi del tester inizia a farsi sentire, ad esempio una coppia di cavetti da 50cm e 1mm quadro di sezione presentano complessivamente circa 17 milliohm di resistenza, un valore piu' elevato di quello dello shunt in questione (a cui vanno a sommarsi)... e manca ancora il valore dello shunt interno del tester...

Ora Paolo dira' "ma allora lo shunt potevo farlo anche con del semplice filo di ridotta sezione", ebbene si Pero' sarebbe servito uno strumento campione molto preciso per determinare l'esatta resistenza. Inoltre la resistenza varia con la temperatura, per cui meglio una batteria di resistenze di potenza che rimangono pressoche' fredde piuttosto che un singolo filetto sottile.

[paologiusy]

A questo punto mi sorge il dubbio che, trattandosi di misurazioni così delicate, il metodo che ho usato per collegare le resistenze non sia dei migliori.

In pratica ho formato una catena con i terminali delle resistenze, la 12a alla 11a, la 11a alla 10a e così via. La misurazione l'ho fatta sulla prima. Forse dovrei fare in modo che il percorso della corrente sia simile per tutte le resistenze.

Così com'è realizzato il percorso della 12a è molto più lungo di quello della prima. Sbaglio ?

[Claudio_F]

Originalmente inviato da paologiusy

Forse dovrei fare in modo che il percorso della corrente sia simile per tutte le resistenze.

Parlando in generale si, un percorso identico si traduce in resistenze identiche tra loro (compresi i terminali), mentre nel tuo caso la resistenza piu' lontana risultera' un po' piu' elevata rispetto alla prima per via del percorso maggiore, ma dal punto di vista pratico questa differenza sara'minima... aspetta che per curiosita'....
...
Una R di potenza da 5W che ho qua ha i terminali da 0,74mm di diametro,
pari a 0,43 mm quadri. Ipotizzando che ci siano 25cm di andata verso la piu' lontana e altrettanti di ritorno abbiamo mezzo metro di percorso, la resistenza vale circa 0,0177*0,5/0,43=20,5 milliohm..... quindi la R piu' lontana sara' complessivemente da 0,12+0,02=0,14 ohm. Questo fa si che la R totale sia appena un po' piu' alta dei 0,012 previsti (ma sicuramente al di sotto dei 0,014 ohm).

Se con 0,012 ohm e 10A misuriamo 120mV, con 0,014ohm ne misureremmo 140, nel nostro caso non e' grave perche' comunque dobbiamo considerare anche la tolleranza delle resistenze (almeno un 5%) e quindi non possiamo pensare di avere esattamente una R di 0,012ohm, ma una R di quel valore piu' o meno un qualche cosa che dobbiamo correggere facendo una misura campione:

Amperometro di precisione in serie allo shunt e voltmetro di precisione in parallelo, facciamo passare una corrente X e otteniamo il valore esatto del nostro shunt con R=V/I. A questo punto possiamo fare tutte le misure che vogliamo in quanto nota la resistenza reale dello shunt, e letta la tensione che si forma ai suoi capi quando viene percorso dalla corrente incognita, ricaviamo quest'ultima con grandissima precisione con I=V/R.

[MSchiepp]

Originalmente inviato da paologiusy

A questo punto mi sorge il dubbio che, trattandosi di misurazioni così delicate, il metodo che ho usato per collegare le resistenze non sia dei migliori....

Può essere... potresti fare una prova con uno shunt 'vero': sul sito di RS [http://www.rs-components.it] cerca questi due codici: 366-8463 e 487-9153 oppure cerca tra le resistenze la categoria 'basso valore ohmico'. Ci sono valori da 0.005 in su da 1 a 5 W al 1% di precisione e con una buona stabilità in temperatura: dovresti ottenere una misura un po' più precisa di quella che hai adesso.

Michele