Co je to ampérmetr, typy, zařízení a princip činnosti

K určení aktuální hodnoty elektrického obvodu se používají speciální zařízení - ampérmetry. Ampetr je sériově zapojen do studovaného obvodu a díky extrémně malému vnitřnímu odporu toto měřicí zařízení neprovádí žádné významné změny elektrických parametrů obvodu.

Měřítko přístroje je odstupňováno v ampérech, kiloamperách, miliamperách nebo mikročásticích. Pro rozšíření rozsahu měření může být ampérmetr připojen k obvodu pomocí transformátoru nebo paralelně s bočníkem, pokud je jen malá část měřený proud prochází zařízením a proud hlavního obvodu proudí skrz zkrat.

Dnes existují dva zvláště populární typy ampérmetrů - mechanické ampérmetry - magnetoelektrické a elektrodynamické a elektronické - lineární a transformátorové.

V klasickém magnetoelektrickém ampérmetru se šipkou a stupnicí stupnice prochází určitá část měřeného proudu přes pohybující se cívku zařízení, nepřímo úměrná odporu cívky, která je spojena paralelně s kalibrovaným bočníkem s nízkým odporem.

Proud (přímý nebo usměrněný) procházející cívkou vede k otočení magnetoelektrické ampérmetrové šipky a úhel šipky je úměrný měřenému proudu.

Proud procházející cívkou ampéru na něm vytváří točivý moment díky interakci svého vlastního magnetického pole s magnetickým polem stálého permanentního magnetu. A protože je šipka připojena k rámu cívky, nakloní se do příslušného úhlu a ukazuje aktuální hodnotu na stupnici.

Elektrodynamický ampérmetr je uspořádán poněkud komplexněji. Má dvě cívky - jednu nehybnou a druhou - pohyblivou. Cívky jsou vzájemně propojeny v sérii nebo paralelně. Když proudy procházejí cívkami, jejich magnetická pole interagují, v důsledku toho se pohyblivá cívka, ke které je připojena šipka, odchyluje o úhel úměrný velikosti měřeného proudu.

U zařízení určených k měření významných proudů hlavní proud vždy prochází zkratem s malým odporem a cívka připojená ke šipce přebírá pouze malou část proudu, která působí jako vodivá větev z hlavní proudové cesty. Poměry proudů přes měřicí rám a skrz zkrat jsou obvykle brány jako: 1 až 1 000, 1 až 100 nebo 1 až 10.

Pro měření významných proudů nebo při práci s vysokonapěťovými obvody se často používá začlenění ampérmetru pomocí transformátoru měřícího proudu. V tomto případě je proud úměrný proudu v primárním vinutí měřen v sekundárním vinutí a stupnice je odstupňována podle proudu měřeného v primárním vinutí. Sekundární vinutí transformátoru pro měření proudu je vždy posunováno odporem, jinak by na něj indukovaný emf mohl být nebezpečně vysoký.

Pokud je měřicí proudový transformátor připojen k vysokonapěťovému obvodu, musí být skříň ampérmetru a sekundární obvod měřicího transformátoru uzemněny, aby bylo zajištěno, že nedošlo k poškození izolace.

Viz také toto téma: Vlastnosti připojovacích ampérmetrů v DC a AC obvodech

Na základě transformátorů proudu nebo Hallovy senzory Typ proudové svorky ampérmetru. Použití Hallova senzoru umožňuje měřit stejnosměrný proud a proudové transformátory - měřit střídavý proud.

Kleště pro transformátory proudu - pro měření střídavého proudu, - snadnější výroba a jsou levnější.Odnímatelné magnetické jádro je jádro proudového transformátoru, na kterém je navinuto sekundární vinutí posunované odporem. Primární vinutí je drát, který je sevřen svorkami pro měření proudu v něm.

Elektronický obvod počítá v souladu s Ohmovým zákonem, na základě napětí na odporu bočníku a transformačního koeficientu, proudu ve studovaném obvodu.

UNI-T UTM 1202A klešťový měřič:

Klíšťata na základě Hallova senzoru (pro měření stejnosměrného proudu) použijte Hallov efekt, když magnetické pole vytvořené stejnosměrným proudem vede k výskytu proporcionálního Hallova elektromagnetického pole v obvodu senzoru.

Výhodou proudových svorek s Hallovým senzorem je to, že mají vysokou rychlost a umožňují sledovat krátkodobé spínací proudy.

Konečně v jednoduché digitální multimetry s funkcí měření proudu se používá lineární měřící obvod se zkratem. Neexistuje žádný pohyblivý rám se šipkou, namísto toho elektronika měří pokles napětí napříč zkratem známého odporu, porovná jej s referenční hodnotou a vypočítá aktuální hodnotu. Výsledek aktuálního měření se zobrazí na digitálním displeji.