Fonctionnement des capteurs et des pinces multimètres pour mesurer le courant continu et alternatif

Pour étendre la fonctionnalité des multimètres, oscilloscopes et autres instruments de mesure électriques, des capteurs de courant sous forme de tiques sont utilisés - pinces de courant. Pour prendre des mesures avec des pinces, ils sont fermés dans la circonférence du conducteur avec du courant, et donc, sans rompre le circuit et sans avoir besoin de couper un shunt dans le conducteur, ils mesurent.

C'est simple et pratique. L'appareil affiche le résultat de la mesure sur son échelle sous la forme d'une tension ou d'un courant proportionnel à la valeur de courant mesurée. L'avantage de la méthode réside dans le fait que le dispositif peut ne pas avoir une plage d'entrée suffisamment large, tandis que les pinces capteurs sont tout à fait capables d'accepter librement le conducteur même avec un courant très élevé.

Le conducteur avec le courant mesuré reste non seulement intact, mais est toujours isolé galvaniquement des circuits de l'appareil de mesure. L'appareil lui-même peut avoir un circuit d'entrée à très haute impédance et même être mis à la terre. Il n'est pas nécessaire de régler ou d'allumer et d'éteindre l'alimentation du circuit, dont les paramètres sont mesurés par des pinces, ce qui signifie qu'il n'y aura pas de temps d'arrêt dans le fonctionnement de l'équipement alimenté.

La valeur efficace du courant dans la plage de fréquences du capteur peut être mesurée en utilisant un capteur de courant avec un multimètre capable de mesurer valeurs efficaces. Dans ce cas, la portée sera limitée par les capacités (échelle) du multimètre. Les meilleurs résultats sont obtenus avec des capteurs avec une large réponse en fréquence, un déphasage minimum et une grande précision.

Capteurs fonctionnant sur le principe du conventionnel transformateur de courant de mesure. Tout transformateur a des enroulements primaire et secondaire montés sur un circuit magnétique commun. La tension primaire est fournie à l'enroulement primaire, un flux magnétique alternatif est créé dans le noyau, induisant dans l'enroulement secondaire le coefficient de transformation EMF correspondant. Les courants des enroulements primaire et secondaire sont corrélés comme le nombre de spires dans les enroulements secondaire et primaire.

C'est ainsi que fonctionne le capteur de courant pour mesurer le courant alternatif. Un circuit magnétique en forme de pince se ferme autour du conducteur. Le conducteur est l'enroulement primaire, composé d'un seul tour, la valeur actuelle dans laquelle vous devez le savoir.

Le courant dans l'enroulement secondaire sera proportionnel au courant dans le conducteur et en différera par un nombre de fois égal au coefficient de transformation, c'est-à-dire autant de fois que de tours dans l'enroulement secondaire. Le nombre de tours dans l'enroulement secondaire du capteur est généralement de 1000, 500 ou 100.

Si le capteur a 1000 tours, alors les pinces sont désignées 1000: 1 ou 1mA / A - cela signifie que 1 mA dans les lectures de l'appareil est identique à 1A dans le conducteur étudié. Ou 1A sur l'appareil - 1000 A dans le conducteur.

Le rapport peut, en principe, être différent: 3000: 5 ou 2000: 2, selon le but de l'appareil. Cependant, dans la plupart des cas, les tiques sont associées à un multimètre conventionnel et le rapport est généralement de 1000: 1.

À un rapport de 1000: 1 ou 1mA / A, les lectures seront les suivantes. Avec un courant d'entrée de 700A, la sortie se révélera être 700mA, à 300A - 300mA, etc. Ceci est dû au fait que la sortie du capteur est connectée à un multimètre numérique en mode de mesure de courant alternatif avec une plage de valeurs sélectionnée.

Pour déterminer la valeur actuelle du courant dans le conducteur, les lectures du multimètre sont multipliées par le coefficient du capteur. L'essentiel est que l'appareil de mesure ait l'impédance d'entrée requise.

Si l'appareil de mesure n'a qu'une entrée en tension (voltmètre ou oscilloscope), il peut également être utilisé avec un capteur de courant - pinces. Pour cela, la sortie courant du capteur doit être coordonnée avec l'entrée de l'appareil, en utilisant le principe d'un transformateur de courant de mesure. Ensuite, les lectures de la tension alternative seront proportionnelles au courant alternatif mesuré.

Il existe des pinces de courant capables de mesurer non seulement le courant alternatif, mais aussi le courant continu. Dans ces tiques, le principe de leur fonctionnement est basé sur l'effet Hall, lorsque les paramètres actuels sont dérivés des paramètres du champ magnétique généré par lui, agissant sur le semi-conducteur et initiant l'effet Hall en lui.

Une plaque mince d'un semi-conducteur est montée perpendiculairement au champ magnétique du courant à mesurer. Un courant d'excitation est appliqué à la plaque dans une certaine direction (disons le long de celle-ci), qui dévie dans un champ magnétique externe sous l'action de la force de Lorentz dans la direction transversale, puis dans cette direction, la fem (tension de Hall) peut être mesurée sur les bords de la plaque.

Avec un courant d'excitation constant à travers la plaque, le Hall EMF, ainsi que l'induction du champ magnétique du courant mesuré, seront proportionnels au courant mesuré. Autrement dit, la tension de Hall correspond au courant dans le conducteur, qui passe à l'intérieur du circuit magnétique du capteur. Un tel circuit présente de grands avantages par rapport aux appareils basés sur un transformateur de courant.

Étant donné que la génération de l'EMF Hall ne dépend pas de la direction du vecteur d'induction magnétique, mais dépend uniquement de son amplitude, un capteur basé sur l'effet Hall mesure à la fois le courant alternatif et continu. De plus, le capteur capture de manière absolument précise la phase du changement (direction) du champ magnétique, et est donc adapté pour observer la forme du courant.

Les tiques avec un capteur Hall sont livrées avec un ou deux capteurs intégrés. Divers modèles de graduation ont une large gamme dynamique et une réponse en fréquence, une linéarité du signal et une grande précision.

La portée de ces pinces couvre tous les équipements avec un courant continu jusqu'à 1500 A sans avoir besoin d'intégrer des shunts coûteux. Le courant alternatif avec une fréquence de dizaines de kilohertz est également mesurable en utilisant des ticks basés sur l'effet Hall, et la forme actuelle peut être très différente, la valeur efficace sera trouvée.

Le signal de sortie en millivolts, proportionnel au courant mesuré, peut être facilement perçu par la plupart des multimètres, oscilloscopes et enregistreurs.

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