Jak senzory a měřiče svorek pracují pro měření stejnosměrného a střídavého proudu

Pro rozšíření funkčnosti multimetrů, osciloskopů a dalších elektrických měřicích přístrojů se používají proudové senzory ve tvaru svorky - proudové svorky. Pro měření se svorkami se uzavírají do obvodu vodiče proudem, a proto, aniž by se přerušil obvod a bez nutnosti přerušit jakýkoli zkrat do vodiče, měří se.

Je to jednoduché a pohodlné. Přístroj zobrazí výsledek měření na své stupnici ve formě napětí nebo proudu úměrného naměřené hodnotě proudu. Výhoda tohoto způsobu spočívá v tom, že zařízení nemusí mít dostatečně široký vstupní rozsah, zatímco svorky senzoru jsou zcela schopné volně přijímat vodič i při velmi vysokém proudu.

Vodič s měřeným proudem zůstává nejen neporušený, ale je vždy galvanicky oddělen od obvodů měřícího zařízení. Samotné zařízení může mít vstupní obvod s velmi vysokou impedancí a může být dokonce uzemněno. Není třeba nějakým způsobem regulovat nebo zapínat a vypínat napájení obvodu, jehož parametry se měří pomocí svorek, což znamená, že při provozu napájeného zařízení nedojde k žádnému prostoje.

Efektivní hodnota proudu ve frekvenčním rozsahu snímače může být měřena pomocí proudového snímače s multimetrem schopným měřit rms hodnoty. V tomto případě bude rozsah omezen schopnostmi (měřítkem) multimetru. Nejlepší výsledky jsou dosahovány se senzory se širokou frekvenční charakteristikou, minimálním fázovým posunem a vysokou přesností.

Senzory pracující na principu konvenčních měřící proudový transformátor. Každý transformátor má primární a sekundární vinutí instalované na společném magnetickém obvodu. Primární napětí je přiváděno do primárního vinutí, v jádru je vytvořen střídavý magnetický tok, který indukuje v sekundárním vinutí odpovídající transformační koeficient EMF. Proudy primárního a sekundárního vinutí jsou korelovány jako počet závitů v sekundárním a primárním vinutí.

Takto pracuje aktuální senzor pro měření střídavého proudu. Kolem vodiče se uzavře magnetický obvod ve tvaru svorky. Vodič je primární vinutí, sestávající z jediného otočení, aktuální hodnoty, ve které musíte zjistit.

Proud v sekundárním vinutí bude úměrný proudu ve vodiči a bude se od něj lišit tolikrát, kolikrát se rovná transformačnímu koeficientu, tj. Kolikrát tolik závitů v sekundárním vinutí. Počet závitů v sekundárním vinutí senzoru je obvykle 1000, 500 nebo 100.

Pokud má snímač 1000 otáček, jsou svorky označeny jako 1000: 1 nebo 1mA / A - to znamená, že 1 mA ve čteních zařízení je identická s 1A ve studovaném vodiči. Nebo 1A na zařízení - 1000 A ve vodiči.

Poměr se může v zásadě lišit: 3000: 5 nebo 2000: 2, v závislosti na účelu zařízení. Ve většině případů jsou však klíšťata spárována s běžným multimetrem a poměr je obvykle 1 000: 1.

Při poměru 1 000: 1 nebo 1 mA / A budou hodnoty následující. Při vstupním proudu 700A bude výstup 700 mA, při 300 A - 300 mA atd. Je to proto, že výstup senzoru je připojen k digitálnímu multimetru v režimu měření střídavého proudu s vybraným rozsahem hodnot.

K určení aktuální hodnoty proudu ve vodiči se hodnoty multimetru vynásobí koeficientem senzoru. Hlavní věc je, že měřící zařízení má požadovanou vstupní impedanci.

Pokud má měřící zařízení vstup pouze napětím (voltmetr nebo osciloskop), lze jej použít také se snímačem proudu - svorkami. Za tímto účelem musí být proudový výstup snímače koordinován se vstupem zařízení pomocí principu měřicího transformátoru proudu. Odečty střídavého napětí pak budou úměrné měřenému střídavému proudu.

Existují proudové svorky schopné měřit nejen střídavý, ale také stejnosměrný proud. V takových klíšťatech je princip jejich činnosti založen na Hallově efektu, když jsou aktuální parametry odvozeny od parametrů jím generovaného magnetického pole, působí na polovodič a iniciuje Hallův efekt.

Tenká deska polovodiče je namontována kolmo k magnetickému poli měřeného proudu. Budicí proud je aplikován na desku v určitém směru (řekněme podél ní), který se odchyluje ve vnějším magnetickém poli působením Lorentzovy síly v příčném směru, a pak v tomto směru může být emf (Hall napětí) měřeno na okrajích desky.

S konstantním budícím proudem skrz desku bude Hall EMF, stejně jako indukce měřeného proudu magnetickým polem, úměrná měřenému proudu. To znamená, že Hallovo napětí odpovídá proudu ve vodiči, který prochází uvnitř magnetického obvodu senzoru. Takový obvod má oproti zařízením založeným na proudovém transformátoru velké výhody.

Protože generace Hallova EMF nezávisí na směru magnetického indukčního vektoru, ale závisí pouze na jeho velikosti, senzor založený na Hallově efektu měří jak střídavý, tak stejnosměrný proud. Kromě toho snímač absolutně přesně zachycuje fázi změny (směru) magnetického pole, a je proto vhodný pro pozorování tvaru proudu.

Klíšťata s Hallovým senzorem přicházejí s jedním nebo dvěma vestavěnými senzory. Různé modely ticků mají široký dynamický rozsah a frekvenční odezvu, linearitu signálu a vysokou přesnost.

Rozsah těchto kleští zahrnuje všechna zařízení se stejnosměrným proudem až 1500 A bez nutnosti vkládání drahých zkratů. Střídavý proud s frekvencí desítek kilohertů je také měřitelný pomocí ticků založených na Hallově efektu a současný tvar může být velmi odlišný, bude zjištěna efektivní hodnota.

Výstupní signál v milivoltech, úměrný měřenému proudu, může být snadno vnímán většinou multimetrů, osciloskopů a zapisovačů.

Co je to ampérmetr, typy, zařízení a princip činnosti

Jak používat aktuální měřicí svorky

Příklady použití aktuálních svorek

Jaké nástroje jsou potřebné k provádění elektrických prací