Cum funcționează senzorii și contoarele de prindere pentru măsurarea curentului direct și alternativ

Pentru a extinde funcționalitatea multimetrelor, osciloscopilor și a altor instrumente de măsurare electrice, se utilizează senzori de curent în formă de clemă - cleme de curent. Pentru a face măsurători cu cleme, acestea sunt închise în circumferința conductorului cu curent și, astfel, fără a rupe circuitul și fără a fi necesară tăierea vreunui șoc în conductor, acestea se măsoară.

Este simplu și convenabil. Dispozitivul afișează rezultatul măsurării pe scara sa sub formă de tensiune sau curent proporțional cu valoarea curentului măsurat. Avantajul metodei constă în faptul că dispozitivul poate să nu aibă un interval de intrare suficient de larg, în timp ce clemele senzorului sunt destul de capabile să accepte conductorul chiar și cu un curent foarte ridicat.

Conductorul cu curentul măsurat nu numai că rămâne intact, dar este întotdeauna izolat galvanic de circuitele dispozitivului de măsurare. Dispozitivul în sine poate avea un circuit de intrare cu o impedanță foarte mare și poate fi pus la pământ. Nu este necesar să reglați sau să porniți și să opriți puterea circuitului, al căror parametri sunt măsurați prin cleme, ceea ce înseamnă că nu va exista timp de oprire în funcționarea echipamentului alimentat.

Valoarea rms a curentului în domeniul de frecvență al senzorului poate fi măsurată folosind un senzor de curent cu un multimetru capabil să măsoare valori rms. În acest caz, domeniul va fi limitat de capacitățile (scala) multimetrului. Cele mai bune rezultate sunt obținute cu senzori cu răspuns la frecvență largă, schimbare de fază minimă și precizie ridicată.

Senzori care funcționează pe principiul convențional măsurător transformator de curent. Orice transformator are înfășurări primare și secundare instalate pe un circuit magnetic comun. Tensiunea primară este furnizată înfășurării primare, se creează un flux magnetic alternativ în miez, inducând înfășurarea secundară coeficientul de transformare EMF corespunzător. Curenții înfășurărilor primare și secundare sunt corelați ca numărul de rotații în înfășurările secundare și primare.

Așa funcționează senzorul de curent pentru măsurarea curentului alternativ. În jurul conductorului se închide un circuit magnetic în formă de clemă. Conductorul este înfășurarea primară, constând dintr-o singură viraj, valoarea curentă în care trebuie să aflați.

Curentul înfășurării secundare va fi proporțional cu curentul din conductor și va fi diferit de acesta de un număr de ori egal cu coeficientul de transformare, adică de câte ori se învârte în înfășurarea secundară. Numărul de rotații în înfășurarea secundară a senzorului este de obicei 1000, 500 sau 100.

Dacă senzorul are 1000 de rotiri, atunci clemele sunt desemnate 1000: 1 sau 1mA / A - asta înseamnă că 1 mA în citirile dispozitivului este identic cu 1A în conductorul studiat. Sau 1A pe dispozitiv - 1000 A în conductor.

Raportul poate fi, în principiu, diferit: 3000: 5 sau 2000: 2, în funcție de scopul dispozitivului. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, căpușele sunt împerecheate cu un multimetru convențional, iar raportul este de obicei 1000: 1.

La un raport de 1000: 1 sau 1mA / A, citirile vor fi după cum urmează. Cu un curent de intrare de 700A, ieșirea se va dovedi a fi 700mA, la 300A - 300mA, etc. Acest lucru se datorează faptului că ieșirea senzorului este conectată la un multimetru digital în modul de măsurare a curentului AC cu un interval selectat de valori.

Pentru a determina valoarea curentului curent în conductor, citirile multimetrului se înmulțesc cu coeficientul senzorului. Principalul lucru este că dispozitivul de măsurare are impedanța de intrare necesară.

Dacă dispozitivul de măsurare are o intrare numai prin tensiune (voltmetru sau osciloscop), atunci poate fi utilizat și cu un senzor de curent - cleme. Pentru aceasta, ieșirea curentă a senzorului trebuie să fie coordonată cu intrarea dispozitivului, folosind principiul unui transformator de măsurare a curentului. Apoi, citirile tensiunii alternative vor fi proporționale cu curentul alternativ măsurat.

Există cleme de curent capabile să măsoare nu numai alternanța, ci și curentul continuu. În astfel de căpușe, principiul funcționării lor se bazează pe efectul Hall, când parametrii actuali sunt obținuți din parametrii câmpului magnetic generat de acesta, acționând asupra semiconductorului și inițizând efectul Hall în el.

O placă subțire a unui semiconductor este montată perpendicular pe câmpul magnetic al curentului de măsurat. Se aplică un curent de excitație pe placă într-o anumită direcție (să zicem de-a lungul acesteia), care se abate într-un câmp magnetic extern sub acțiunea forței Lorentz în direcția transversală, iar apoi în această direcție, emf (tensiunea Hall) poate fi măsurată la marginile plăcii.

Cu un curent de excitație constantă pe placă, EMF Hall, precum și inducerea câmpului magnetic al curentului măsurat, vor fi proporționale cu curentul măsurat. Adică tensiunea Hall corespunde curentului din conductor, care trece în circuitul magnetic al senzorului. Un astfel de circuit prezintă avantaje mari față de dispozitivele bazate pe un transformator de curent.

Deoarece generarea Hall EMF nu depinde de direcția vectorului de inducție magnetică, ci depinde doar de mărimea acestuia, un senzor bazat pe efectul Hall măsoară atât curentul alternativ, cât și curentul. În plus, senzorul surprinde absolut exact faza schimbării (direcției) câmpului magnetic și, prin urmare, este potrivit pentru observarea formei curentului.

Căpușele cu senzor Hall sunt livrate cu unul sau doi senzori integrați. Diferitele modele de căsuțe au o gamă largă de răspuns dinamic și frecvență, liniaritatea semnalului și precizie ridicată.

Domeniul de aplicare al acestor pincere acoperă toate echipamentele cu un curent direct de până la 1500 A, fără a fi nevoie să încorporați șunturi scumpe. Curentul alternativ cu o frecvență de zeci de kilohertzi se poate măsura și folosind căpușe bazate pe efectul Hall, iar forma curentă poate fi foarte diferită, se va găsi valoarea rms.

Semnalul de ieșire în milivoliți, proporțional cu curentul măsurat, poate fi ușor perceput de majoritatea multimetrelor, osciloscopilor și înregistratoarelor.

Ce este un amperometru, tipuri, dispozitiv și principiul funcționării

Cum se utilizează cleme de măsurare a curentului

Exemple de aplicații pentru cleme curente

Ce instrumente sunt necesare pentru a efectua lucrări electrice