In vielen Fällen ist das aktuelle Messsystem in a Intelligente Energiezähler erfordern Shunt-Widerstände Funktionieren. Diese Shunts werden verwendet, um den durch das Messgerät fließenden Gleichstrom zu umgehen, um die Reichweite des Instruments zu erweitern und einen Millivolt-Ausgang (an ein Standard-Millivolt-Messgerät oder -Instrumente) proportional zum über den Shunt fließenden Strom zu liefern. Dies ermöglicht den Einsatz des Shunts in Anwendungen, bei denen es möglicherweise nicht möglich oder sicher ist, Kupferschienen vom Stromkreis, der den zu messenden Strom führt, zur Messtafel oder Schalttafel zu verlegen.

Eine häufige Herausforderung bei intelligenten Energieshunts besteht darin, dass sie eine extrem hohe Widerstandstoleranz erfordern, typischerweise bis zu 5 %. Dies ist auf das Manganin-Legierungsmaterial selbst und seine inhärente Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen in seinem Gesamtwiderstandswert zurückzuführen. Diese Toleranz kann durch Kalibrierung und/oder die Verwendung eines temperaturkompensierten Shunts gemildert werden. Dies kann jedoch die Gesamtkosten des zusammengebauten Messgeräts erhöhen und erfordert zusätzliche Software.

Eine Alternative zu diesen Lösungen besteht darin, den Shunt-Widerstand zu trimmen. Dies geschieht durch Entfernen eines kleinen Abschnitts des Widerstandselements in dem Bereich, in dem die Widerstandswerte am kritischsten sind. Dies verringert den Gesamtwiderstand des Shunts und verbessert seine Fähigkeit, einen stabilen Widerstandswert über einen größeren Betriebstemperaturbereich aufrechtzuerhalten. Dieser Prozess kann sich jedoch negativ auf andere wichtige Leistungsmerkmale wie Temperaturanstieg und Nennleistung auswirken.

Um festzustellen, ob das Trimmen negative Auswirkungen auf den Temperaturanstieg eines Manganin-Shunt-Widerstands und seine Gesamtnennleistung hatte, führten wir eine Reihe von Tests an zwei verschiedenen Proben durch. Zunächst wurde ein Thermoelement vom Typ K an die Rückseite jedes Shunts punktgeschweißt, um den Temperaturanstieg zu messen. Dann wurden die Shunts mit bis zu 4 W versorgt und auf die Strommenge ausgelegt, die sie über einen Zeitraum von 24 Stunden verarbeiten konnten. Für alle Widerstandsmessungen wurde eine Vierdraht-Kelvin-Methode verwendet und die Ergebnisse mit unbeschnittenen Proben verglichen.

Die erhaltenen Daten zeigen, dass die getrimmten Shunt-Widerstände bei denselben Testtemperaturen im Durchschnitt eine geringere Widerstandsänderung erfuhren als ihre nicht getrimmten Gegenstücke. Dies war auf eine Kombination von Faktoren zurückzuführen, darunter die anfängliche Oxidation auf der Oberfläche der Manganin-Legierung, die deren Widerstand erhöht, sowie das Glühen von Verunreinigungen und die Verringerung des Korngrenzenwiderstands, was den Gesamtwiderstand des Materials verringert.

Die Ergebnisse zeigten jedoch auch, dass die getrimmten Shunt-Widerstände während der ersten 24 Teststunden eine erhöhte Widerstandsänderungsrate aufwiesen. Dies wurde sowohl auf die anfängliche Oxidation als auch auf die Anpassung der Shunts an ihre neue Temperatur in diesem Zeitraum zurückgeführt. Daher ist es wichtig, eine ordnungsgemäße Shunt-Auswahl durchzuführen und die Shunts im Laufe der Zeit auf etwaige Änderungen ihrer Widerstandswerte zu überwachen, die auf eine Verschlechterung der Leistung des Shunt-Widerstands während seiner Betriebslebensdauer hinweisen können.