Co to jest amperomierz, typy, urządzenie i zasada działania

Aby określić wartość prądu w obwodzie elektrycznym, stosuje się specjalne urządzenia - amperomierze. Amperomierz jest podłączony szeregowo do badanego obwodu, a ze względu na wyjątkowo mały opór wewnętrzny to urządzenie pomiarowe nie wprowadza żadnych istotnych zmian parametrów elektrycznych obwodu.

Skala przyrządu jest wyskalowana w amperach, kiloamperach, miliamperach lub mikroamperach. Aby rozszerzyć zakres pomiarowy, amperomierz można podłączyć do obwodu za pomocą transformatora lub równolegle do bocznika, gdy tylko niewielka część zmierzony prąd przepływa przez urządzenie, a prąd obwodu głównego przepływa przez bocznik.

Obecnie istnieją dwa szczególnie popularne rodzaje amperomierzy - mechaniczne amperomierze - magnetoelektryczne i elektrodynamiczne oraz elektroniczne - liniowe i transformatorowe.

W klasycznym amperomierzu magnetoelektrycznym ze strzałką i skalą stopniowaną pewna część mierzonego prądu przepływa przez ruchomą cewkę urządzenia, odwrotnie proporcjonalną do rezystancji cewki, połączoną równolegle ze skalibrowanym bocznikiem o niskiej rezystancji.

Prąd (bezpośredni lub rektyfikowany) przechodzący przez cewkę prowadzi do obrotu strzałki magnetoelektrycznego amperomierza, a kąt strzałki jest proporcjonalny do mierzonego prądu.

Prąd przepływający przez cewkę amperomierza wytwarza moment obrotowy w wyniku oddziaływania własnego pola magnetycznego z polem magnetycznym stacjonarnego stacjonarnego magnesu stałego. Ponieważ strzałka jest podłączona do ramy cewki, przechyla się pod odpowiednim kątem i wskazuje bieżącą wartość na skali.

Amperomierz elektrodynamiczny jest ułożony w nieco bardziej złożony sposób. Ma dwie cewki - jedną nieruchomą, a drugą - ruchomą. Cewki są połączone szeregowo lub równolegle. Kiedy prądy przepływają przez cewki, ich pola magnetyczne oddziałują, w wyniku czego ruchoma cewka, do której podłączona jest strzała, odchyla się o kąt proporcjonalny do wielkości mierzonego prądu.

W urządzeniach zaprojektowanych do pomiaru znaczących prądów prąd główny zawsze przechodzi przez bocznik o niskiej rezystancji, a cewka podłączona do strzałki przyjmuje tylko niewielką część prądu, działając jako gałąź przewodząca z głównej ścieżki prądu. Stosunki prądów przez ramkę pomiarową i bocznik są zwykle przyjmowane jako: 1 do 1000, 1 do 100 lub 1 do 10.

Często do pomiaru znacznych prądów lub podczas pracy z obwodami wysokiego napięcia stosuje się włączenie amperomierza przez pomiarowy przekładnik prądowy. W tym przypadku prąd proporcjonalny do prądu w uzwojeniu pierwotnym jest mierzony w uzwojeniu wtórnym, a skala jest stopniowana zgodnie z prądem mierzonym w uzwojeniu pierwotnym. Uzwojenie wtórne przekładnika pomiarowego prądu jest zawsze bocznikowane przez rezystor, w przeciwnym razie indukowany na nim emf może być niebezpiecznie wysoki.

Gdy pomiarowy przekładnik prądowy jest podłączony do obwodu wysokiego napięcia, obudowa amperomierza i obwód wtórny transformatora pomiarowego muszą być uziemione, aby były bezpieczne w przypadku uszkodzenia izolacji.

Zobacz także na ten temat: Cechy podłączania amperomierzy w obwodach prądu stałego i przemiennego

Na podstawie przekładników prądowych lub Czujniki Halla Amperomierz „cęgi prądowe”. Zastosowanie czujnika Halla umożliwia pomiar prądu stałego, a przekładników prądowych - pomiar prądu przemiennego.

Szczypce do przekładników prądowych - do pomiaru prądu przemiennego, - łatwiejszy w produkcji i są tańsze.Odłączalny rdzeń magnetyczny jest rdzeniem transformatora prądowego, na który nawijane jest uzwojenie wtórne bocznikowane przez rezystor. Uzwojeniem pierwotnym jest drut, który jest zaciskany za pomocą zacisków w celu pomiaru w nim prądu.

Obwód elektroniczny oblicza zgodnie z prawem Ohma, na podstawie napięcia na rezystorze bocznikowym i współczynnika transformacji, prądu w badanym obwodzie.

Miernik cęgowy UNI-T UTM 1202A:

Kleszcze oparty na czujniku Halla (do pomiaru prądu stałego) użyj efektu Halla, gdy pole magnetyczne wytwarzane przez prąd stały prowadzi do pojawienia się proporcjonalnego efektu Halla EMF w obwodzie czujnika.

Zaletą cęgów prądowych z czujnikiem Halla jest to, że mają dużą prędkość i pozwalają na śledzenie krótkotrwałych prądów rozruchowych.

Wreszcie w proste multimetry cyfrowe z funkcją pomiaru prądu stosuje się liniowy obwód pomiarowy z bocznikiem. Nie ma ruchomej ramki ze strzałką; zamiast tego elektronika mierzy spadek napięcia na boczniku znanego oporu, porównuje go z wartością odniesienia i oblicza bieżącą wartość. Wynik bieżącego pomiaru jest wyświetlany na wyświetlaczu cyfrowym.