Hvordan sensorer og klemmemeter fungerer for å måle likestrøm og vekselstrøm

For å utvide funksjonaliteten til multimeter, oscilloskop og andre elektriske måleinstrumenter brukes klemmeformede strømføler - strømklemmer. For å ta målinger med klemmer lukkes de inn i lederens omkrets med strøm, og dermed måler de uten å bryte kretsløpet og uten å måtte kutte noe shunt i lederen.

Det er enkelt og praktisk. Enheten viser måleresultatet på sin skala i form av spenning eller strøm proporsjonalt med den målte strømverdien. Fordelen med metoden ligger i det faktum at enheten ikke har et tilstrekkelig bredt inngangsområde, mens sensorklemmene ganske godt kan akseptere lederen selv med en veldig høy strøm.

Lederen med den målte strømmen forblir ikke bare intakt, men er alltid galvanisk isolert fra kretsene på måleinstrumentet. Enheten kan selv ha en inngangskrets med veldig høy impedans og til og med være jordet. Det er ikke nødvendig å på en eller annen måte regulere eller slå av og på strømmen til kretsen, hvis parametre måles av klemmer, noe som betyr at det ikke vil være driftsstans i drift av det drevne utstyret.

Rms-verdien til strømmen i frekvensområdet til sensoren kan måles ved å bruke en strømføler med et multimeter som kan måle rms verdier. I dette tilfellet vil rekkevidden være begrenset av multimeterens muligheter (skala). De beste resultatene oppnås med sensorer med bred frekvensrespons, minimum faseforskyvning og høy nøyaktighet.

Sensorer som fungerer etter prinsippet om konvensjonelle måling av strømtransformator. Enhver transformator har primære og sekundære viklinger installert på en felles magnetisk krets. Primærspenningen tilføres primærviklingen, det skapes en vekslende magnetisk fluks i kjernen, noe som induserer den sekundære viklingen av den tilsvarende EMF-transformasjonskoeffisient. Strømmene til primær- og sekundærviklingene er korrelert som antall svinger i sekundær- og primærviklingene.

Slik fungerer strømføleren for måling av vekselstrøm. En klemformet magnetisk krets lukkes rundt lederen. Konduktøren er den primære viklingen, som består av en enkelt sving, den nåværende verdien du trenger å finne ut i.

Strømmen i sekundærviklingen vil være proporsjonal med strømmen i lederen og avvike fra den med et antall ganger lik transformasjonskoeffisienten, det vil si like mange ganger så mange svinger i sekundærviklingen. Antall svinger i sekundærviklingen av sensoren er vanligvis 1000, 500 eller 100.

Hvis sensoren har 1000 omdreininger, blir klemmene betegnet 1000: 1 eller 1mA / A - dette betyr at 1 mA i avlesningene på enheten er identisk med 1A i den studerte lederen. Eller 1A på enheten - 1000 A i lederen.

Forholdet kan i prinsippet være forskjellig: 3000: 5 eller 2000: 2, avhengig av formålet med enheten. Imidlertid er flått i de fleste tilfeller parret med et konvensjonelt multimeter, og forholdet er vanligvis 1000: 1.

I et forhold på 1000: 1 eller 1 mA / A vil avlesningene være som følger. Med en inngangsstrøm på 700A vil utgangen vise seg å være 700mA, ved 300A - 300mA, etc. Dette skyldes at utgangen fra sensoren er koblet til et digitalt multimeter i AC strømmålingsmodus med et valgt verdiområde.

For å bestemme gjeldende verdi for strømmen i lederen multipliseres avlesningene av multimeter med sensorens koeffisient. Hovedsaken er at måleenheten har den nødvendige inngangsimpedansen.

Hvis måleenheten bare har en inngang med spenning (voltmeter eller oscilloskop), kan den også brukes med en strømføler - klemmer. For dette må strømutgangen fra sensoren koordineres med inngangen til enheten ved å bruke prinsippet om en målestrømtransformator. Da vil målingene av vekselspenningen være proporsjonal med den målte vekselstrømmen.

Det er strømklemmer som ikke bare måler vekselvis, men også likestrøm. I slike kryss er prinsippet for deres drift basert på Hall-effekten, når de gjeldende parametrene er avledet fra parametrene til magnetfeltet som genereres av den, virker på halvlederen og initierer Hall-effekten i den.

En tynn plate av en halvleder er montert vinkelrett på magnetfeltet til strømmen som skal måles. En eksitasjonsstrøm blir påført platen i en bestemt retning (la oss si langs den), som avviker i et eksternt magnetfelt under virkningen av Lorentz-kraften i tverrretningen, og deretter i denne retningen kan emf (Hall-spenning) måles i kantene på platen.

Med en konstant eksitasjonsstrøm gjennom platen vil Hall EMF, så vel som magnetfeltinduksjonen til den målte strømmen, være proporsjonal med den målte strømmen. Det vil si at Hall-spenningen tilsvarer strømmen i lederen, som passerer inne i sensorens magnetiske krets. En slik krets har store fordeler i forhold til enheter basert på en strømtransformator.

Siden generasjonen av Hall EMF ikke er avhengig av retningen til den magnetiske induksjonsvektoren, men bare avhenger av dens størrelse, måler en sensor basert på Hall-effekten både vekselstrøm og likestrøm. I tillegg fanger sensoren absolutt nøyaktig fasen for endring (retning) av magnetfeltet, og er derfor egnet til å observere formen på strømmen.

Merker med en Hall-sensor leveres med en eller to innebygde sensorer. Ulike flåttmodeller har et bredt dynamisk område og frekvensrespons, signallinearitet og høy nøyaktighet.

Omfanget av slike tappere dekker alt utstyr med likestrøm på opptil 1500 A uten behov for å legge inn dyre stenger. Vekselstrøm med en frekvens på titalls kilohertz er også målbar ved bruk av flått basert på Hall-effekten, og strømformen kan være veldig forskjellig, vil rms-verdien bli funnet.

Utgangssignalet i millivolt, proporsjonalt med den målte strømmen, kan lett oppfattes av de fleste multimeter, oscilloskop og opptakere.

Hva er et ammeter, typer, enhet og driftsprinsipp

Slik bruker du aktuelle måleklemmer

Gjeldende eksempler på klemmeapplikasjoner

Hvilke verktøy er nødvendig for å utføre elektrisk arbeid