Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
У нас працює понад тисячу зарядних станцій для електромобілів
25.09.2018р.

В Україні працює понад 1 тисяча зарядних станцій для...

Канадці будують на Миколаївщині нову СЕС
25.09.2018р.

Канадська компанія «TIU Canada» почала будівництво нової...

«Той самий корупційний Роттердам+»…
24.09.2018р.

Президент НАЕК «Енергоатом» Юрій Недашковський...

Виробництво електроенергії за 8 місяців збільшилося на 2.1%
21.09.2018р.

Виробництво електроенергії в об'єднаній...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

5901
13.11.2009р. |
Струмові кліщі

Кліщеподібні струмові датчики розроблені для розширення можливостей вимірювання цифрових мультиметрів, вимірників параметрів потужності, осцилографів, портативних осцилографів, реєстраторів або самописів та інших різнотипних інструментів. При тестуванні кліщі замикаються навколо провідника струму для проведення безконтактного вимірювання без розриву кола. Вихідні значення у вигляді напруги або струму прямо пропорційні вимірюваному струму. Це дає можливість проводити вимірювання й виводити значення на дисплей приладів з невеликим діапазоном вхідних значень напруги й струму.

При вимірюваннях струмовими кліщами провідник струму не розривається й залишається електрично ізольованим від входів вимірювального приладу. У результаті чого низьковольтні входи можуть бути переведені в третій стан (з високим імпедансом) або заземлені. Для виконання вимірювань за допомогою струмового датчика немає необхідності переривати подачу живлення, що усуває простої, що обходяться часом дуже дорого.

У більшості випадків вимірювання дійсних средньоквадратичних значень обмежується не можливостями струмових датчиків, а приладами до яких вони під'єднані. Найкращі результати забезпечуються при застосуванні датчиків, які мають високу точність, добрі частотні характеристики, при мінімальному зсуві фаз.

Струмові датчики для вимірювання змінного струму

Струмовий датчик для вимірювання параметрів змінного струму можна розглядати як різновид трансформатора струму. Трансформатор (рис. 1) по суті має дві котушки на загальному залізному сердечнику. Струм I1 протікаючи через котушку В1, наводить через загальний сердечник струм I2 на котушці В2. Кількість витків на кожній котушці й значення напруги мають відношення по формулі:

N1 x I1 = N2 x I2,

де N1 і N2 - це кількість витків на кожній котушці. Із цього відношення треба: I2 = N1 x I1/N2 і I1 = N2 x I2/N1.

Той самий принцип використовується в струмовому датчику (рис. 2). На замкнутому магнітопроводі у вигляді кліщів замкнутих на провіднику, розміщена котушка B2, по якій протікає електричний струм I1.
В1 - це просто провідник, на якому користувач проводить вимірювання, при кількості обмоток, утворених провідником, рівним одиниці. Струмовий датчик замкнутий навколо провідника виробляє вихідний струм, значення якого визначаються кількістю витків на котушці В2, за формулою:

I2 (вихід датчика) = (N1 / N2) x I1,

де N1 = 1 або, інакше, вихідне значення датчика = I1/N2 (де N2 - це кількість витків на котушці датчика).

Рис.1

Рис.2

Часто буває дуже важко виміряти I1 безпосередньо, тому що значення сили струму занадто велике, щоб подавати його безпосередньо на кола вимірювального приладу, або просто тому, що неприпустимо розривати коло. Для забезпечення прийнятного вихідного значення на котушці датчика розміщається велика кількість витків.

Кількість витків на котушці датчика в більшості випадків має кратні значення (наприклад, 100, 500 або 1000).

Якщо N2 дорівнює 1000, у цьому випадку кліщі мають співвідношення N1 / N2 або 1/1000, що позначається як 1000:1. Ще один спосіб виразити співвідношення - це сказати, що вихідне значення датчика 1 мА/А – вихідне значення 1 мА (I2) для 1А (або 1А / 1000А), що з'являється на дисплеї датчика. Існує безліч інших можливих співвідношень: 500:5, 2000:2, 3000:1, 3000:5 і так далі – для різного застосування. У більшості випадків струмовий датчик використовується із цифровим мультиметром. Розглянемо для приклада струмовий датчик зі співвідношенням 1000:1 зі струмовим виходом і співвідношенням 1 мА/A.

Це співвідношення означає, що струм, який протікає через захвати струмових кліщів, перетвориться в струм на виході в такий спосіб:


Вхідний струм провідника

Вихідний струм датчика

1000 A

1 A

750 A

750 мА

250 A

250 мА

10 A

10 мА

Вихід датчика під'єднується до цифрового мультиметра, у режимі вимірювання змінного струму у відповідному діапазоні значень для перетворення вихідного сигналу датчика. Потім, для визначення параметрів струму в провіднику необхідно помножити покази мультиметра на співвідношення датчика (наприклад, значення 150 мА в діапазоні вимірювання 200 мА відповідає силі струму 150 мА x 1000 = 150 A у провіднику).

Струмові кліщі можна використовувати й з іншими приладами, які вимірюють струм у діапазоні, що відповідає виходу датчика, якщо ці вимірювальні прилади мають необхідний вхідний опір (див. рис. 3).

Струмові датчики можуть також мати виходи як за струмом, так і за напругою, для здійснення вимірювання струму приладами, які мають тільки входи напруги (реєструючі пристрої, осцилографи тощо рис. 4 і 5).

Це просто здійснити узгодженням струмового виходу датчика з датчиком, що має на виході напругу. У цих випадках напруга на виході датчика у мВ пропорційна до вимірюваного струму (напр. 1 мВ/А змінного струму).

Струмові кліщі для вимірювання параметрів постійного і змінного струму

На відміну від традиційних перетворювачів змінного струму, вимірювання параметрів змінного і постійного струму часто здійснюється за допомогою вимірювання напруженості магнітного поля, створеного провідником струму в напівпровідниковому кристалі відповідно до ефекту Хола.

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Коли тонкий напівпровідник (рис. 6) розташовується під прямим кутом до магнітного поля (B) і на нього подається струм (Id), на кінцях напівпровідника виникає напруга (Vh). Ця напруга відома як напруга Хола, на честь американського вченого Едвіна Хола, що першим відкрив це явище.

Коли струм збудження (Id) у пристрої Хола підтримується постійним, напруженість магнітного поля (B) є прямо пропорційною до струму у вимірюваному провіднику. Таким чином, вихідна напруга (Vh) відповідає цьому струму. Подібна схема має дві важливі переваги для вимірювання параметрів струму:

Перша: через те, що напруга Хола не залежить від зміни напрямку магнітного поля, а тільки від значення його напруги, ці пристрої можуть бути використані для вимірювання постійного струму.

Друга: коли напруга магнітного поля змінюється внаслідок зміни струму в провіднику, реакція на зміну відбувається миттєво. Таким чином, форма електромагнітної хвилі змінного струму може бути визначена й виміряна з високою точністю й невеликим фазовим зсувом.

Базова конструкція датчика у вигляді струмових кліщів показана на рис. 7 (примітка: використовується один або два генератори Хола залежно від типу струмового датчика).

Більшість струмових датчиків для вимірювання змінного і постійного струму розроблені на принципі, розглянутому вище, з використанням електронних схем, які перетворюють сигнал для передачі на лінійний вихід і коло компенсації температури.

Струмові датчики мають широкий динамічний діапазон і частотну характеристику, а також вихідний лінійний сигнал високої точності. Вони можуть застосовуватися у всіх галузях вимірювання струму до 1500 A. Постійний струм може бути виміряний без дорогих, потужних шунтів. Змінний струм частотою до декількох кілогерців може бути виміряний з точністю необхідною для вимірювання складних сигналів, а також для вимірювання средньоквадратичних значень.

Вихідний сигнал струмового датчика вимірюється у мілівольтах (мВ DC при вимірюванні постійного струму і мВ AC при вимірюванні змінного струму). Вихід датчика може бути під'єднаний до більшості приладів, що мають вхід для вимірювання напруги. Датчики для змінного і постійного струму дають змогу вимірювати й виводити на дисплей дійсні средньоквадратичні для значення для AC або AC+ DC.

Вибір датчика струму

Відповіді на наступні питання допоможуть вибрати струмовий датчик для відповідного застосування.

1. Визначте тип вимірюваного струму: змінний або постійний струм (датчики, призначені для вимірювання постійного струму, мають позначення AC/DC (змінний/постійний), тому що вони можуть вимірювати значення як для змінного, так і для постійного струму).

2. Визначте найбільше і найменше значення. Визначте, чи підходить точність вимірювання в нижньому діапазоні або виберіть струмовий датчик для малих значень струму. Багато датчиків мають високу точність вимірювання у верхньому діапазоні. Деякі ж призначені для вимірювання невеликих значень змінного або постійного струму.

3. Який діаметр проводу необхідно охопити кліщами? Цей параметр визначає необхідний розмір струмових кліщів.

4. Який тип виходу датчика необхідний або в яких одиницях буде виконуватися вимірювання (мА, мВ, AC, DC тощо)? Переконаєтеся, що вхідний імпеданс вимірювального приладу відповідає технічним вимогам.

Рис. 6

Інші фактори, які необхідно врахувати:

- яке значення напруги для провідника, на якому виконується вимірювання?

- який тип виходів необхідний: джек, проводи зі штепселями або BNC-роз'єм?

- датчик буде використовуватися для вимірювання силових чи гармонічних значень?

Зверніть увагу на характеристики по частотних параметрах і по зсуву фаз.

За матерілами Всеукраїнської галузевої газети "Електротема"

http://www.eltema.com.ua/

Теги та ключові фрази
при струмові кліщі, Вхідний вихідний Сигнал струмового датчика, Вхідні вихідні сигнали струмового датчика, кліщі для вимірювання струму, кліщі для вимірювання струму, Клещі струмові цифрові 1000А, Вимірювання струму за допомогою струмових кліщів, схеми кліщів для вимірювання постійного струму, електричні кліщі, електричні кліщі


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.