Kā darbojas sensori un skavas mērītāji tiešās un maiņstrāvas mērīšanai

Multimetru, osciloskopu un citu elektrisko mērinstrumentu funkcionalitātes paplašināšanai tiek izmantoti strāvas sensori ērču formā - strāvas skavas. Lai veiktu mērījumus ar skavām, tās ar strāvu tiek slēgtas vadītāja apkārtmērā, un tādējādi, neizjaucot ķēdi un nepiespiežot vadītājā nevienu šuntu, tās mēra.

Tas ir vienkārši un ērti. Ierīce parāda skalas mērījumu rezultātus sprieguma vai strāvas veidā proporcionāli izmērītajai strāvas vērtībai. Metodes priekšrocība slēpjas faktā, ka ierīcei var nebūt pietiekami plašs ieejas diapazons, savukārt sensora skavas diezgan labi var brīvi pieņemt vadītāju pat ar ļoti lielu strāvu.

Diriģents ar izmērīto strāvu ne tikai paliek neskarts, bet vienmēr ir galvaniski izolēts no mērīšanas ierīces ķēdēm. Pati ierīcei var būt ieejas ķēde ar ļoti lielu pretestību un pat būt iezemētai. Nav nepieciešams kaut kā regulēt vai ieslēgt un izslēgt ķēdes jaudu, kuras parametrus mēra ar skavām, kas nozīmē, ka darbināmā aprīkojuma darbībā nebūs dīkstāves.

Strāvas rms vērtību sensora frekvences reakcijas diapazonā var izmērīt, izmantojot strāvas sensoru ar multimetru, kas spēj izmērīt rms vērtības. Šajā gadījumā diapazonu ierobežos multimetra iespējas (mērogs). Vislabākie rezultāti tiek sasniegti, izmantojot sensorus ar plašu frekvences reakciju, minimālu fāzes nobīdi un augstu precizitāti.

Sensori, kas darbojas pēc parastā principa mērīšanas strāvas transformators. Jebkuram transformatoram ir primārie un sekundārie tinumi, kas uzstādīti uz kopēju magnētisko ķēdi. Primārais tinums tiek piegādāts primārajam tinumam, serdē tiek izveidota mainīga magnētiskā plūsma, sekundārajā tinumā inducējot atbilstošo EML pārveidošanas koeficientu. Primārā un sekundārā tinuma strāvas ir savstarpēji saistītas ar pagriezienu skaitu sekundārajā un primārajā tinumā.

Tādējādi strāvas sensors darbojas maiņstrāvas mērīšanai. Ap vadu aizveras skavas formas magnētiskā ķēde. Diriģents ir primārais tinums, kas sastāv no viena pagrieziena, pašreizējā vērtība, kurā jums jāzina.

Strāva sekundārajā tinumā būs proporcionāla strāvai vadītājā un atšķirsies no tās vairākas reizes, kas vienāds ar pārveidošanas koeficientu, tas ir, tik reizes, cik reizes pagriežas sekundārajā tinumā. Apgriezienu skaits sensora sekundārajā tinumā parasti ir 1000, 500 vai 100.

Ja sensoram ir 1000 pagriezienu, tad skavas apzīmē ar 1000: 1 vai 1mA / A - tas nozīmē, ka 1 mA ierīces rādījumos ir identisks 1A pētītajā vadītājā. Vai 1A ierīcē - 1000 A vadītājā.

Attiecība principā var būt atšķirīga: 3000: 5 vai 2000: 2, atkarībā no ierīces mērķa. Tomēr vairumā gadījumu ērces tiek savienotas pārī ar parasto multimetru, un attiecība parasti ir 1000: 1.

Ar attiecību 1000: 1 vai 1mA / A, rādījumi būs šādi. Ar ieejas strāvu 700A, izeja izrādīsies 700mA, pie 300A - 300mA utt. Tas ir tāpēc, ka sensora izeja ir savienota ar digitālo multimetru maiņstrāvas mērīšanas režīmā ar izvēlētu vērtību diapazonu.

Lai noteiktu strāvas pašreizējo vērtību vadītājā, multimetra rādījumus reizina ar sensora koeficientu. Galvenais ir tas, ka mērīšanas ierīcei ir vajadzīgā ieejas pretestība.

Ja mērīšanas ierīcei ir ieeja tikai ar spriegumu (voltmetrs vai osciloskops), tad to var izmantot arī ar strāvas sensoru - skavām. Šim nolūkam sensora pašreizējā izeja jāsaskaņo ar ierīces ieeju, izmantojot mērīšanas strāvas transformatora principu. Tad mainīgā sprieguma rādījumi būs proporcionāli izmērītajai maiņstrāvai.

Ir strāvas skavas, kas spēj izmērīt ne tikai maiņstrāvu, bet arī līdzstrāvu. Šādās ērcēs to darbības princips ir balstīts uz Halles efektu, kad strāvas parametrus iegūst no tā radītā magnētiskā lauka parametriem, iedarbojoties uz pusvadītāju un iniciējot Halles efektu tajā.

Plāna pusvadītāja plāksne ir uzstādīta perpendikulāri izmērāmās strāvas magnētiskajam laukam. Plātnei noteiktā virzienā (teiksim gar to) tiek ierosināta ierosmes strāva, kas novirzās ārējā magnētiskajā laukā Lorenca spēka iedarbībā šķērsvirzienā, un tad šajā virzienā plāksnes malās var izmērīt emf (Halles spriegumu).

Ar nemainīgu ierosmes strāvu caur plāksni Hall EMF, kā arī izmērītās strāvas magnētiskā lauka indukcija būs proporcionāla izmērītajai strāvai. Tas ir, Halles spriegums atbilst strāvai vadītājā, kas iet sensora magnētiskās ķēdes iekšpusē. Šādai shēmai ir lielas priekšrocības salīdzinājumā ar ierīcēm, kuru pamatā ir strāvas transformators.

Tā kā zāles EMF ģenerēšana nav atkarīga no magnētiskā indukcijas vektora virziena, bet ir atkarīga tikai no tā lieluma, sensors, kas balstīts uz Halles efektu, mēra gan maiņstrāvu, gan līdzstrāvu. Turklāt sensors absolūti precīzi uztver magnētiskā lauka izmaiņu (virziena) fāzi, tāpēc ir piemērots strāvas formas novērošanai.

Ērces ar Hall sensoru nāk ar vienu vai diviem iebūvētiem sensoriem. Dažādiem ērču modeļiem ir plašs dinamiskais diapazons un frekvences reakcija, signāla linearitāte un augsta precizitāte.

Šādu knaibles attiecas uz visām iekārtām ar līdzstrāvu līdz 1500 A bez nepieciešamības iegult dārgus šuntus. Maiņstrāvu ar desmitiem kilohercu frekvenci var izmērīt arī, izmantojot ērces, pamatojoties uz Halles efektu, un strāvas forma var būt ļoti atšķirīga, vidējā kvadrātiskā vērtība tiks atrasta.

Izejas signālu milivoltos proporcionāli izmērītajai strāvai var viegli uztvert vairums multimetru, osciloskopu un reģistratoru.

Kas ir ampērmetrs, veidi, ierīce un darbības princips

Kā izmantot strāvas mērīšanas skavas

Pašreizējie skavas pielietošanas piemēri

Kādi instrumenti ir nepieciešami elektrisko darbu veikšanai