เซ็นเซอร์และแคลมป์มิเตอร์ทำงานอย่างไรสำหรับการวัดกระแสโดยตรงและกระแสสลับ

ในการขยายการทำงานของมัลติมิเตอร์ออสซิลโลสโคปและเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าอื่น ๆ จะใช้เซ็นเซอร์กระแสไฟฟ้ารูปแคลมป์ - ตัวหนีบกระแสไฟฟ้า ในการวัดด้วยแคลมป์พวกเขาจะถูกปิดเข้าไปในเส้นรอบวงของตัวนำด้วยกระแสไฟฟ้าและโดยไม่ทำลายวงจรและไม่จำเป็นต้องตัดชิ้นส่วนใด ๆ ลงในตัวนำพวกเขาทำการวัด

มันง่ายและสะดวก อุปกรณ์แสดงผลการวัดตามขนาดของมันในรูปแบบของแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าตามสัดส่วนกับค่าปัจจุบัน ข้อดีของวิธีนี้คือความจริงที่ว่าอุปกรณ์นั้นอาจมีช่วงอินพุตไม่กว้างพอในขณะที่เซ็นเซอร์ - แคลมป์สามารถรับตัวนำได้อย่างอิสระแม้จะมีกระแสไฟฟ้าสูงมาก

ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าที่วัดไม่เพียง แต่จะยังคงสภาพสมบูรณ์ แต่จะถูกแยกกระแสไฟฟ้าออกจากวงจรของอุปกรณ์วัดเสมอ อุปกรณ์สามารถมีวงจรอินพุตที่มีความต้านทานสูงมากและยังมีการต่อสายดิน ไม่จำเป็นต้องควบคุมหรือเปิดและปิดไฟของวงจรพารามิเตอร์ใด ๆ ที่วัดโดยแคลมป์ซึ่งหมายความว่าจะไม่มีการหยุดทำงานในการทำงานของอุปกรณ์ขับเคลื่อน

ค่า rms ของกระแสในช่วงความถี่ของเซ็นเซอร์สามารถวัดได้โดยใช้เซ็นเซอร์ปัจจุบันที่มีมัลติมิเตอร์ที่สามารถวัดค่าได้ ค่า rms. ในกรณีนี้ช่วงจะถูก จำกัด ด้วยความสามารถ (สเกล) ของมัลติมิเตอร์ ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดทำได้ด้วยเซ็นเซอร์ที่มีการตอบสนองความถี่ที่กว้างการเปลี่ยนเฟสขั้นต่ำและความแม่นยำสูง

เซ็นเซอร์ทำงานบนหลักการทั่วไป การวัดหม้อแปลงกระแส. หม้อแปลงใด ๆ มีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิติดตั้งบนวงจรแม่เหล็กทั่วไป แรงดันปฐมภูมิถูกส่งไปยังขดลวดปฐมภูมิจะมีการสร้างฟลักซ์แม่เหล็กแบบสลับในแกนกลางทำให้เกิดการเหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลง EMF ที่สอดคล้องกัน กระแสของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิมีความสัมพันธ์กับจำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิและขดลวดปฐมภูมิ

นี่คือวิธีที่เซ็นเซอร์ปัจจุบันสำหรับวัดกระแส AC ทำงาน วงจรแม่เหล็กรูปแคลมป์ปิดรอบตัวนำ ตัวนำเป็นขดลวดปฐมภูมิซึ่งประกอบด้วยหนึ่งเทิร์นเดียวมูลค่าปัจจุบันที่คุณต้องการค้นหา

กระแสไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิจะแปรผันกับกระแสไฟฟ้าในตัวนำและแตกต่างไปจากค่าสัมประสิทธิ์การแปลงเท่ากับจำนวนครั้งที่มีการหมุนหลายรอบในขดลวดทุติยภูมิ จำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิของเซ็นเซอร์มัก 1,000, 500 หรือ 100

หากเซ็นเซอร์มี 1,000 รอบตัวหนีบจะถูกกำหนด 1,000: 1 หรือ 1mA / A - ซึ่งหมายความว่า 1 mA ในการอ่านของอุปกรณ์นั้นเหมือนกับ 1A ในตัวนำที่ศึกษา หรือ 1A บนอุปกรณ์ - 1,000 A ในตัวนำ

โดยทั่วไปแล้วอัตราส่วนอาจแตกต่างกัน: 3000: 5 หรือ 2000: 2 ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของอุปกรณ์ อย่างไรก็ตามในกรณีส่วนใหญ่เห็บจะถูกจับคู่กับมัลติมิเตอร์ธรรมดาและอัตราส่วนมักจะเป็น 1,000: 1

ในอัตราส่วน 1,000: 1 หรือ 1mA / A การอ่านจะเป็นดังนี้ ด้วยกระแสอินพุต 700A เอาต์พุตจะกลายเป็น 700mA ที่ 300A - 300mA เป็นต้นเนื่องจากเอาต์พุตของเซ็นเซอร์เชื่อมต่อกับมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลในโหมดการวัดกระแส AC ด้วยช่วงที่เลือกค่า

ในการกำหนดค่าปัจจุบันของกระแสในตัวนำการอ่านของมัลติมิเตอร์จะถูกคูณด้วยสัมประสิทธิ์ของเซ็นเซอร์ สิ่งสำคัญคืออุปกรณ์วัดมีอิมพิแดนซ์อินพุตที่ต้องการ

หากอุปกรณ์การวัดมีอินพุตโดยใช้แรงดันไฟฟ้า (โวลต์มิเตอร์หรือออสซิโลสโคป) เท่านั้นก็สามารถใช้กับแคลมป์เซ็นเซอร์ปัจจุบันได้ สำหรับสิ่งนี้เอาต์พุตปัจจุบันของเซ็นเซอร์จะต้องประสานกับอินพุตของอุปกรณ์โดยใช้หลักการของหม้อแปลงกระแสที่วัดได้ จากนั้นค่าที่อ่านได้ของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจะแปรผันตามกระแสไฟฟ้าที่วัดได้

มีแคลมป์ในปัจจุบันที่สามารถวัดได้ไม่เพียง แต่สลับกันเท่านั้น ในเห็บดังกล่าวหลักการของการดำเนินงานของพวกเขาจะขึ้นอยู่กับผลกระทบของฮอลล์เมื่อพารามิเตอร์ปัจจุบันได้มาจากพารามิเตอร์ของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยทำหน้าที่ในเซมิคอนดักเตอร์และเริ่มผลฮอลล์ในนั้น

แผ่นสารกึ่งตัวนำบาง ๆ จะถูกติดตั้งในแนวตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กของกระแสที่จะทำการวัด กระแสการกระตุ้นถูกนำไปใช้กับแผ่นจานในทิศทางที่แน่นอน (สมมุติตามนั้น) ซึ่งเบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็กภายนอกภายใต้การกระทำของแรงลอเรนซ์ในทิศทางตามขวางและจากนั้นในทิศทางนี้แรงเคลื่อนไฟฟ้า EM สามารถวัดได้ที่ขอบแผ่น

ด้วยกระแสกระตุ้นที่คงที่ผ่านแผ่น Hall Hall EMF เช่นเดียวกับการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กของกระแสไฟฟ้าที่วัดได้จะเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าที่วัดได้ นั่นคือแรงดันไฟฟ้าฮอลล์สอดคล้องกับกระแสในตัวนำซึ่งผ่านภายในวงจรแม่เหล็กเซ็นเซอร์ วงจรดังกล่าวมีข้อได้เปรียบที่ดีกว่าอุปกรณ์ที่ใช้หม้อแปลงกระแส

เนื่องจากรุ่นของ Hall EMF ไม่ได้ขึ้นอยู่กับทิศทางของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก แต่ขึ้นอยู่กับขนาดเท่านั้นเซ็นเซอร์ที่ขึ้นอยู่กับผลของ Hall Hall จะวัดทั้งกระแสสลับและกระแสตรง นอกจากนี้เซ็นเซอร์จะจับเฟสของการเปลี่ยนแปลง (ทิศทาง) ของสนามแม่เหล็กอย่างแม่นยำดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการสังเกตรูปร่างของกระแส

เห็บด้วยเซ็นเซอร์ Hall มาพร้อมกับเซ็นเซอร์ในตัวหนึ่งหรือสองตัว เห็บหลากหลายรุ่นมีช่วงไดนามิกและการตอบสนองความถี่เชิงเส้นของสัญญาณและความแม่นยำสูง

ขอบเขตของก้ามปูดังกล่าวครอบคลุมอุปกรณ์ทั้งหมดที่มีกระแสตรงสูงถึง 1500 A โดยไม่จำเป็นต้องฝังเครื่องมือที่มีราคาแพง กระแสสลับที่มีความถี่นับสิบกิโลเฮิร์ตซ์สามารถวัดได้ด้วยการใช้เห็บบนพื้นฐานของเอฟเฟกต์ฮอลล์และรูปร่างปัจจุบันอาจแตกต่างกันมากค่า rms จะพบได้

สัญญาณเอาต์พุตเป็นมิลลิโวลต์ตามสัดส่วนของกระแสที่วัดได้สามารถรับรู้ได้ง่ายโดยมัลติมิเตอร์ออสซิลโลสโคปและเครื่องบันทึกส่วนใหญ่

แอมป์มิเตอร์คืออะไรประเภทอุปกรณ์และหลักการทำงาน

วิธีใช้แคลมป์วัดกระแสไฟฟ้า

ตัวอย่างการใช้งานแคลมป์ปัจจุบัน

จำเป็นต้องใช้เครื่องมือใดในการทำงานด้านไฟฟ้า