Kontakt-bak.ru

Контракт Бак ЛТД
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Токовые клещи своими руками

Как работают датчики и токовые клещи для измерения постоянного и переменного тока

Для расширения функционала мультиметров, осциллографов и других электроизмерительных инструментов, применяются токовые датчики в форме клещей — токовые клещи. Для проведения измерений клещами, их смыкают в обхват проводника с током, и таким образом, без разрыва цепи и без необходимости врезания в проводник какого бы то ни было шунта, осуществляют замер.

Это просто и удобно. Результат измерения прибор отображает на своей шкале в виде напряжения или тока пропорциональной измеренному току величины. Достоинство метода заключается еще и в том, что прибор может и не иметь достаточно широкого входного диапазона, тогда как датчик — клещи вполне в состоянии свободно принять проводник даже с очень большим током.

Проводник с измеряемым током не только остается целым, но и всегда гальванически изолирован от цепей измерительного прибора. Сам же прибор может иметь входную цепь с очень высоким импедансом и даже быть заземлен. Здесь нет необходимости как-то регулировать или включать и выключать питание цепи, параметры которой измеряются клещами, а значит в работе питаемого оборудования не будет простоев.

Среднеквадратичное значение тока в диапазоне частотных характеристик датчика можно измерить при совместном использовании токового датчика с мультиметром, способным измерять среднеквадратичные значения. В данном случае диапазон будет ограничен возможностями (шкалой) мультиметра. Лучшие результаты достигаются с датчиками обладающими широкой частотной характеристикой, минимальным фазовым сдвигом и высокой точностью.

Для измерения параметров переменного тока используются датчики, работающие по принципу обычного измерительного токового трансформатора. Любой трансформатор имеет первичную и вторичную обмотки, установленные на общем магнитопроводе. Первичное напряжение подается на первичную обмотку, в сердечнике создается переменный магнитный поток, наводящий во вторичной обмотке соответствующую коэффициенту трансформации ЭДС. Токи первичной и вторичной обмоток соотносятся как количества витков во вторичной и первичной обмотках.

Так и работает токовый датчик для измерения переменного тока. Магнитопровод в форме клещей замыкается вокруг проводника. Проводник — это первичная обмотка, состоящая из одного единственного витка, значение тока в котором необходимо узнать.

Ток во вторичной обмотке будет пропорционален току в проводнике и отличаться от него в число раз, равное коэффициенту трансформации, то есть во столько раз, сколько витков во вторичной обмотке. Количество витков во вторичной обмотке датчика обычно 1000, 500 или 100.

Если датчик имеет 1000 витков, то клещи имеют обозначение 1000:1 или 1мА/А — это значит что 1 мА в показаниях прибора тождественен 1А в исследуемом проводнике. Или 1А на приборе — 1000 А в проводнике.

Соотношение может быть в принципе и другим: 3000:5 или 2000:2, в зависимости от назначения прибора. Однако в большинстве случаев клещи работают в паре с обычным мультиметром и соотношение, как правило, 1000:1.

При соотношении 1000:1 или 1мА/А показания прибора будут такими. При входном токе в 700А выходные показания окажутся 700мА, при 300А — 300мА и т. д. Так происходит потому, что выход датчика присоединяется к цифровому мультиметру в режиме измерения переменного тока с выбранным диапазоном значений.

Для определения действующей величины тока в проводнике, показания мультиметра умножаются на коэффициент датчика. Главное — чтобы измерительный прибор имел требуемое входное сопротивление.

Если измерительный прибор имеет вход только по напряжению (вольтметр или осциллограф), то он также может использоваться с токовым датчиком — клещами. Для этого токовый выход датчика необходимо согласовать с входом прибора, применив принцип измерительного трансформатора тока. Тогда показания переменного напряжения будут пропорциональны измеряемому переменному току.

Существуют токовые клещи, способные измерять не только переменный, но и постоянный ток. В таких клещах принцип их работы основан на эффекте Холла, когда параметры тока выводятся из параметров порождаемого им магнитного поля, воздействующего на полупроводник и инициирующего в нем эффект Холла.

Тонкая пластинка полупроводника устанавливается перпендикулярно магнитному полю тока, который требуется измерить. На пластинку в определенном направлении (допустим вдоль нее) подается ток возбуждения, который отклоняется во внешнем магнитном поле под действием силы Лоренца в поперечном направлении, и тогда в этом направлении на краях пластинки можно измерить ЭДС (напряжение Холла).

При постоянном токе возбуждения через пластинку, ЭДС Холла, как и индукция магнитного поля измеряемого тока, будут пропорциональны измеряемому току. То есть напряжение Холла соответствует току в проводнике, который проходит внутри магнитопровода датчика. Такая схема имеет большие преимущества перед устройствами на базе трансформатора тока.

Поскольку генерация ЭДС Холла не зависит от направления вектора магнитной индукции, а зависит только от его величины, датчик на основе эффекта Холла измеряет как переменный, так и постоянный ток. К тому же датчик абсолютно точно фиксирует фазу изменения (направления) магнитного поля, а значит пригоден для наблюдения формы тока.

Клещи с датчиком Холла бывают с одним либо с двумя встроенными датчиками. Различные модели клещей обладают широким динамическим диапазоном и частотной характеристикой, линейностью сигнала и высокой точностью.

Область применения таких клещей охватывает всё оборудование с постоянным током до 1500 А без необходимости встраивания дорогих шунтов. Переменный ток частотой в десятки килогерц также измерим при помощи клещей на базе эффекта Холла, причем форма тока может быть самой разной, среднеквадратичное значение будет найдено.

Выходной сигнал в милливольтах, пропорциональный измеренному току, может быть легко воспринят большинством мультиметров, осциллографов и самописцев.

Измерительные токовые клещи — все, что вы хотели бы знать об этом устройстве

Токоизмерительные клещи обязательно должны быть в наборе у каждого электрика.

Планируете сами выполнять электромонтажные работы? Для этого вам понадобятся токовые клещи переменного тока, которые позволяют проводить все необходимые измерения в домашней электропроводке. Я расскажу, как они устроены и для чего нужны и, а также подробно опишу, как правильно работать с этим прибором.

Для чего можно использовать измерительные клещи

Современные токоизмерительные клещи, по сути можно считать мультиметром. Этот инструмент позволяет измерить не только силу тока, но и определить много других параметров электросети:

  • Наличие или отсутствие фазы в сети;
  • Напряжение постоянного и переменного тока;
  • Сопротивление электрической цепи;
  • Сопротивление и пробой изоляции электроприборов;
  • Обрыв или короткое замыкание в электрической цепи;
  • Потребляемую мощность электроприборов;
  • Фактическую нагрузку на подводящий кабель или на вводной автомат в электрощите.

Измерение тока в контуре защитного заземление позволяет выявить утечку напряжения на землю.

Индукционные клещи для измерения тока позволяют выполнять замеры даже на изолированном проводнике без разрыва электрической цепи. Главное условие заключается в том, что через рамку магнитопровода должен проходить только один проводник — или фазный, или нулевой.

Разновидности токовых клещей

Чтобы знать, какие токовые клещи выбрать для домашней мастерской, вы должны понимать, что они отличаются между собой не только по внешнему виду. Различные модели могут иметь существенные функциональные отличия, например:

  1. Индикатор — может быть аналоговым или цифровым:
  • В аналоговых индикаторах показания отображаются на стрелочных приборах. Такие приборы стоят дешевле, однако они менее удобны, поскольку имеют меньше функциональных возможностей;
  • Цифровые индикаторы выводят информацию в более удобном виде, однако стоят немного дороже, а для их работы обязательно требуется батарейка.
  1. Параметры измерений:
  • Самые простые модели могут измерять только силу тока в сети переменного напряжения;
  • Устройства из среднего ценового диапазона позволяют измерять напряжение и силу переменного и постоянного тока, а также сопротивление и короткое замыкание в электрической цепи;
  • Более дорогие модели, помимо основных измерений, могут иметь ряд дополнительных функций, например, цифровой термометр с выносным термодатчиком, тестер для диодов и транзисторов и пр.

Такой прибор с внешним термодатчиком позволяет измерять температуру в градусах Цельсия или Фаренгейта.

Устройство токоизмерительных клещей

Обычно клещи для измерения силы тока изготавливаются в пластиковом корпусе и продаются в мягком матерчатом чехле. В комплект поставки также входит инструкция по эксплуатации и провода с пластиковыми наконечниками, а элементы питания нужно покупать отдельно.

На фото показаны органы управления и комплектация прибора, а подробная расшифровка цифровых сносок описана ниже.

Клещи для замера силы тока состоят из следующих элементов:

  1. Магнитопровод изготовлен из металла в пластиковой оболочке в виде шарнирных смыкающихся клещей;
  2. Клавиша раскрытиястворки магнитопровода. Нажимается для пропускания токоведущего кабеля через магнитопровод;
  3. Штекерные разъемы — служат для подключения проводов с измерительными щупами. Черный разъем – общий, а красные используются в зависимости от типа измерений;
  4. Дисковый переключатель — применяется для выбора режимов измерения;
  5. Жидкокристаллический экран — служит для вывода цифровой информации. Некоторые модели оборудованы экранами с подсветкой;
  6. Клавиша фиксации результатов измерений в памяти прибора. Применяется в том случае, когда во время замеров вы не видите показаний на цифровом индикаторе. После нажатия они остаются на экране;
  7. Провода с пластиковыми измерительными щупами. Применяются для замера сопротивления, постоянного и переменного напряжения, а также других параметров электросети;
  8. Источник постоянного тока (пальчиковые батарейки АА или крона);
  9. Матерчатый чехол – используется для хранения и транспортировки прибора.
Читать еще:  Протокол проверки цепи петля «фаза-нуль»

При выборе клещей важно уделить внимание эргономике и удобству использования.

Принцип работы

Все подобные устройства для измерения переменного тока работают по принципу трансформатора с одной обмоткой, а функцию магнитопровода в нем выполняет разъемная рамка клещей:

  1. Первичная обмотка данного трансформатора — это токоведущая шина или электрический кабель, на котором вы измеряете силу тока;
  2. Вторичная обмотка находится внутри прибора. Она намотана тонким проводом с большим количеством витков вокруг разъемной рамки магнитопровода;
  3. Амперметр — индикаторный прибор, который непосредственно показывает значение силы тока:
  • В аналоговых устройствах стрелочный амперметр подключается последовательно к вторичной обмотке трансформатора;
  • В цифровых приборах сигнал с вторичной обмотки поступает в электронный преобразователь, который рассчитывает и выдает значение силы тока на жидкокристаллический экран.
  1. Измерение переменного тока выполняется по принципу электромагнитной индукции:
  • Во время замеров токоведущий проводник должен находиться внутри замкнутой рамки магнитопровода;
  • При прохождении переменного электрического тока по проводнику, в магнитопроводе наводится индуктивное напряжение;
  • За счет электромагнитной индукции электрический ток переходит во вторичную обмотку, в которой его сила измеряется амперметром.

Во время измерения, через рамку прибора должен проходить только один проводник.

Принцип электромагнитной индукции можно использовать только для измерения силы переменного тока. Все остальные параметры электросети измеряются при помощи проводов с выносными изолированными щупами.

Как правильно пользоваться клещами

Ниже представлена иллюстрированная инструкция по применению. В ней я расскажу, как правильно использовать токовые клещи для измерения основных параметров и определения неисправностей в бытовой электросети:

  1. Провод со щупом красного цвета подключить к красному разъему, а черный провод — к черному разъему;
  2. Дисковый регулятор выставить напротив обозначения постоянного тока (DC);
  3. Провода со щупами включить в электрическую цепь последовательно нагрузке;
  4. После подачи питания в цепь нагрузки, на экране прибора будет отображаться потребляемый ток.

При измерении силы тока, параллельное подключение прибора к сети категорически недопустимо!

  1. Провода со щупами подключить к прибору так, как указано выше;
  2. Диск регулятора установить напротив значка переменного или постоянного напряжения (V

) или (V -);

  • Щупы на проводах подключить к сети параллельно фазному и нулевому проводнику;
  • Для измерения постоянного напряжения нужно соблюдать полярность;
  • Красный щуп надо подключить к плюсовому проводнику, а черный щуп – к минусовому.
  • Для измерения напряжения всегда применяется только параллельное подключение прибора к сети.

    1. Дисковым регулятором на тестере выставить предполагаемое значение сопротивления;
    2. Низкое сопротивление измеряется в Омах, а высокое – в килоОмах или мегаОмах;
    3. Щупами прикоснуться к каждому выводу электроприбора;
    4. Если на индикаторе высветится единица, то нужно перевести диск на большее значение.

    Сопротивление всегда измеряется параллельно нагрузке, при этом полярность проводов никакого значения не имеет.

    Если у вас возникло подозрение, что кто-то из соседей подключился к вашему кабелю, то это легко проверить своими руками:

    Если вам нужно выполнить замеры в цепи с очень маленькой силой тока, я советую поступить так: на рамку магнитопровода намотать пять или десять витков токоведущего проводника и замерить силу тока. Полученное значение на индикаторе нужно разделить на количество витков (на 5 или на 10).

    Заключение

    Теперь вы знаете, как выбрать токовые клещи, и как их правильно использовать при выполнении электромонтажных работ. Советую обратить внимание на видео в этой статье, а все предложения и вопросы оставлять мне в комментариях.

    Токовые клещи постоянного тока — приставка к мультиметру своими руками. Описание

    Для замера больших токов, как правило, применяют бесконтактный метод, — особыми токовыми клещам. Токовые клещи – измерительное устройство, имеющее раздвижное кольцо, которым охватывают электропровод и на индикаторе прибора отображается величина протекающего тока.

    Превосходство подобного метода бесспорно, — чтобы замерить силу тока нет нужды разрывать провод, что в особенности немаловажно при измерении больших токов. В данной статье приводится описание токовые клещи постоянного тока, которые вполне возможно сделать своими руками.

    Описание конструкции самодельных токовых клещей

    Для сборки устройства понадобится чувствительный датчик Холла, к примеру, UGN3503. На рисунке 1 изображено устройство самодельной клещи. Необходим, как уже сказано, датчик Холла, а так же, кольцо ферритовое диаметром от 20 до 25 мм и крупный «крокодил», к примеру, подобный как на проводах для запуска (прикуривания) автомобиля.

    Ферритовое кольцо необходимо точно и аккуратно распилить либо разломить на 2-е половинки. Для этого ферритовое кольцо необходимо сначала подпилить алмазным надфилем или пилкой для ампул. Далее, поверхности разлома ошкурить мелкой шкуркой.

    С одной стороны на первую половинку ферритового кольца приклеить прокладку из чертежного ватман. С другой стороны на другую половинку кольца наклеить датчик Холла. Приклеивать лучше всего эпоксидным клеем, только нужно проследить, чтобы датчик Холла хорошо прилегал к зоне разлома кольца.

    Следующий шаг – соединяем обе половинки кольца и обхватываем его «крокодилом» и приклеиваем. Теперь при нажатии на ручки «крокодила» ферритовое кольцо будет расходиться.

    Электронная схема токовых клещей

    Принципиальная электрическая схема приставки к мультиметру изображена на рисунке 2. При протекании тока по электропроводу, вокруг него появляется магнитное поле, и датчик Холла фиксирует силовые линии, проходящие через него, и формирует некоторое постоянное напряжение на выходе.

    Данное напряжение усиливается (по мощности) ОУ А1 и идет на выводы мультиметра. Соотношение напряжения на выходе от протекающего тока: 1 Ампер = 1 мВольт. Подстроечные сопротивления R3 и R6 — многооборотные. Для настройки необходим лабораторный блок питания с минимальным током на выходе около 3А, и встроенным амперметром.

    Сперва подсоедините данную приставку к мультиметру и выставьте её на нуль путем изменения сопротивления R3 и среднем положении R2. Далее, перед любым измерением необходимо будет выставлять ноль потенциометром R2. Выставьте на блоке питания наименьшее напряжение и подсоедините к нему большую нагрузку, например, электролампу, применяемую в фарах автомобиля. Затем на один из проводов, подсоединенный к данной лампе, зацепите «клещи» (рисунок 1).

    Повышайте напряжение, до тех пор, пока амперметр блока питания не покажет 2 ампера. Подкрутите сопротивление R6 так, чтобы величина напряжения мультиметра (в милливольтах) соответствовала данным амперметра блока питания в амперах. Еще несколько раз проконтролируйте показания, меняя силу тока. Посредством этой приставки возможно мерить ток до 500А.

    Клещи для измерения постоянного или переменного тока

    Достаточно часто даже в бытовых условиях появляется необходимость измерить постоянный или переменный ток, не повредив при этом целостности электрической цепи. С этой целью были изобретены специальные токоизмерительные клещи и прибор с аналогичными конструктивными особенностями для переменного тока.

    1. Применение электрических измерительных клещей
    2. Способы измерений токовыми клещами
    3. Преимущества и недостатки
    4. Что нужно учитывать при выборе

    Применение электрических измерительных клещей

    Токоизмерительные клещи для постоянного и переменного тока предназначены для измерения силы тока без разрыва цепи. Ни один из аналогов не дает такого функционала. Например, для замера параметров мультиметром обязательно нужно разрывать провод, что не очень удобно и безопасно.

    Подсоединить токовые клещи для измерения постоянного и переменного тока можно к любому проводу, при этом не имеет значения, заизолирована его поверхность или нет. Во время работы клещи требуется накладывать на провод или всего на одну шину. Величина измеряемого параметра должно отобразиться на панели.

    Большинство современных моделей оснащены специальной фиксирующей кнопкой, которая позволяет снять показания в труднодоступных местах.

    Клещи для замера силы тока обладают достаточно большим перечнем функций. Используются в следующих случаях:

    • Вычисление количества электроэнергии, потребляемой конкретным электрическим прибором.
    • Определения мощности оборудования.
    • Вычисление фактической нагрузки сети.

    Приборы активно используют на различных промышленных предприятиях, электростанциях, заводах, а также в других отраслях. В быту тоже часто используются для определения мощности домашней бытовой техники.

    Способы измерений токовыми клещами

    Используется всего два способа измерения параметров электрического тока в цепи. Первый заключается в непрямом или индуктивном измерении тока, а второй относят к прямому измерению.

    Индуктивный способ

    Метод используют с применением трансформаторов тока или токоизмерительных клещей, к которым есть возможность дополнительно подключить амперметры. Однако стоит учитывать, что они измеряют только вторичный ток трансформатора.

    В данном случае клещи токоизмерительные постоянного и переменного тока работают по принципу трансформатора тока. Первичная обмотка – измеряемый проводник, вторичная – непосредственно клещи.

    Достоинства непрямого способа:

    • безопасность;
    • в сравнении с прямым способом, возможность измерять большие величины тока;
    • возможность проводить замеры без разрыва цепи;
    • простота и мобильность процедуры.

    Среди недостатков индуктивного измерения стоит выделить большую погрешность и отсутствие возможности определять параметры в труднодоступных местах.

    Прямой способ

    Прямое измерение осуществляется с помощью обыкновенного амперметра, его подключают в месте разрыва электрической цепи. Суть способа заключается в прохождении тока непосредственно через амперметр. В конечном итоге на панели управления отображается полученная величина измеряемого параметра.

    К достоинствам этого способа относится:

    • простота, легкость и удобство проведения вычислений;
    • точность измерений, которая зависит от качества и класса точности прибора.

    К недостаткам следует отнести отсутствие возможности проводить замеры больших величин токов из-за технических характеристик. Также невозможно провести вычисления без разрыва на участке цепи.

    Измерения в электроустановках напряжением выше 1000 В не имеют специфических особенностей. Токоизмерительные клещи позволяют быстро, с высокой точностью без особых усилий вычислить параметры тока в цепи.

    Для снятия измерений требуется выполнить следующие манипуляции:

    • С помощью специального переключателя выставляется измеряемая величина.
    • Разводятся в сторону клещи и одеваются на проводник.
    • Рукоять опускают и прибор замыкают.

    Оборудование проводит подсчет данных, после чего его можно отключать.

    Преимущества и недостатки

    Большой спрос на инструмент обусловлен преимуществами:

    • Возможность сохранять величины во встроенной памяти устройства.
    • Небольшие размеры приборов позволяют использовать их даже в труднодоступных местах.
    • Бесконтактный способ измерений позволяет увеличить допустимые пределы до 10 000 В, что не представляется возможным при последовательном включении амперметра в цепи.
    • Простота и безопасность измерений даже в электрических цепях, где напряжение может достигать 10 000 В.
    • Измерения клещами можно проводить без разрыва цепи для последовательного подключения оборудования.

    Специалисты выделяют следующие недостатки:

    • Невысокая точность измерений: максимальный класс всего 2.5.
    • Провод должен иметь точное расположение относительно плоскости рамы, порой, в тесных условиях нет возможности выполнить это условие.

    Стремительную популярность набирает универсальное оборудование, которое сочетает в себе функции токоизмерительных клещей и мультиметра. Цена таких приборов колеблется в довольно широком диапазоне.

    Что нужно учитывать при выборе

    Чтобы выбранное устройство могло выполнять все поставленные перед ним задачи, необходимо подобрать правильную модификацию с оптимальными техническими характеристиками. При совершении покупки следует придерживаться следующих правил:

    • Приобретать оборудование следует в специализированных магазинах или у официальных представителей производителей токоизмерительного оборудования. Если недостаточно опыта для самостоятельного выбора, можно получить консультацию от специалистов.
    • Перед покупкой важно провести тестовый запуск клещей и убедиться в максимально возможной точности измерений.
    • При выборе также следует обратить внимание на тип измеряемого тока. Оборудование, предназначенное для измерения переменного/постоянного тока, имеет маркировку АС/DС соответственно.
    • Для использования в быту рекомендуется отдавать предпочтение моделям, которые дополнительно вычисляют сопротивление цепи, напряжение и ее «прозвонку».
    • Перед приобретением нужно определиться, с какими величинами предстоит иметь дело при измерениях. Каждое устройство имеет, максимально и минимально допустимые значения.
    • Стоит воздержаться от покупки дорогостоящего прибора с большим количеством дополнительных функций, если необходим он будет исключительно для вычисления силы тока.
    • Следует анализировать диаметры шин и проводов, с которыми предстоит работать. На основании этих данных определяется размер клещей.
    • Тип датчика. Есть разные виды клещей, каждый из них может измерять силу тока в разных величинах, например, мА, А и АС. Это тоже следует учитывать при покупке.
    • Материал, из которого изготовлен корпус. Чтобы защитить человека от возможного поражения электрическим током, для изготовления должны использоваться только качественные материалы. Стоит воздержаться от приобретения моделей сомнительного качества, с неприятным запахом. Если в корпусе есть просветы, детали подвижны – сборка оставляет желать лучшего.

    Выбрав определенную модель, важно внимательно ознакомиться с ее техническими характеристиками, а также убедиться в наличии сопутствующей документации и гарантийного талона.

    Электроизмерительные клещи — виды, принцип действия, использование

    Электроизмерительные клещи предназначены для измерения электрических величин — тока, напряжения, мощности, фазового угла и др. — без разрыва токовой цепи и без нарушения ее работы. Соответственно измеряемым величинам существуют клещевые амперметры, ампервольтметры, ваттметры и фазометры.

    Наибольшее распространение получили клещевые амперметры переменного тока, которые обычно называют токоизмерительными клещами . Они служат для быстрого измерения тока в проводнике без разрыва и без вывода его из работы. Электроизмерительные клещи применяются в установках до 10 кВ включительно.

    Простейшие токоизмерительные клещи переменного тока работают на принципе одновиткового трансформатора тока, первичной обмоткой которого является шина или провод с измеряемым током, а вторичная многовитковая обмотка, к которой подключен амперметр, намотана на разъемный магнитопровод (рис. 1, а).

    Рис. 1. Схемы токоизмерительных клещей переменного тока: а — схема простейших клещей с использованием принципа одновиткового трансформатора тока, б — схема, сочетающая одновитковый трансформатор тока с выпрямительным устройством, 1 — проводник с измеряемым током, 2 — разъемный магнитопровод, 3 — вторичная обмотка, 4 — выпрямительный мостик, 5 — рамка измерительного прибора, 6 — шунтирующий резистор, 7 — переключатель пределов измерений, 8 — рычаг

    Для охвата шины магнитопровод раскрывается подобно обычным клещам при воздействии оператора на изолирующие рукоятки или рычаги клещей.

    Переменный ток, проходя по токоведущей части, охваченной магнитопроводом, создает в магнитопроводе переменный магнитный поток, индуктирующий электродвижущей силой (ЭДС) во вторичной обмотке клещей. В замкнутой вторичной обмотке ЭДС создает ток, который измеряется амперметром, укрепленным на клещах.

    В современных конструкциях токоизмерительных клещей применяется схема, сочетающая трансформатор тока с выпрямительным прибором. В этом случае выводы вторичной обмотки присоединяются к электроизмерительному прибору не непосредственно, а через набор шунтов (рис. 1, б).

    Электроизмерительные клещи бывают двух типов: одноручные для установок до 1000 В и двуручные для установок от 2 до 10 кВ включительно.

    Электроизмерительные клещи имеют три основные части: рабочую, включающую магнитопровод, обмотки и измерительный прибор, изолирующую — от рабочей части до упора, рукоятки — от упора до конца клещей.

    У одноручных клещей изолирующая часть служит одновременно рукояткой. Раскрытие магнитопровода осуществляется с помощью нажимного рычага. Электроизмерительные клещи для установок 2 — 10 кВ имеют длину изолирующей части не менее 38 см, а рукояток — не менее 13 см. Размеры клещей до 1000 В не нормируются.

    Правила пользования клещами. Электроизмерительные клещи могут применяться в закрытых электроустановках, а также в открытых в сухую погоду. Измерения клещами допускается производить как на частях, покрытых изоляцией (провод, кабель, трубчатый патрон предохранителя и т.п.), так и на голых частях (шины и пр.).

    Человек, производящий измерение, должен пользоваться диэлектрическими перчатками и стоять на изолирующем основании. Второй человек должен стоять сзади и несколько сбоку оператора и читать показания приборов электроизмерительных клещей.

    Электроизмерительные клещи типа Ц20 с раздвижным магнитопроводом и выпрямитель цыц прибором относятся к измерительным трансформаторам тока. Эти клещи позволяют при охвате магнитопроводом проводника с переменным током частоты 50 Гц измерять ток ток в пределах от 0 до 600 А. Здесь первичной обмоткой является сам проводник с током, возбуждающим в замкнутом ферромагнитном магнитопроводе переменный магнитный поток, который наводит во вторичной обмотке ЭДС, где включен электроизмерительный прибор.

    Ток, измеряемый прибором, прямо пропорционален току в охваченном клещами проводнике и отсчитывается по шкале с делениями от 0 до 15, если рычажный переключатель клещей установлен в положение 15, 30 или 75 А, либо по нижней шкале с делениями от 0 до 300, когда этот переключатель находится в положении 300 (300 А).

    Электроизмерительные клещи типа Ц20 позволяют также измерять переменное напряжение до 600 В частоты 50 Гц, для чего их зажимы присоединяют проводниками к тем точкам электрической цепи, между которыми измеряется напряжение, а рычажный переключатель ставится в положение 600 В, при котором вторичная обмотка трансформатора тока замыкается накоротко.

    Электроизмерительные клещи: а — тока, б — мощности

    Электроизмерительные клещи типа Д90 с раздвижным ферримагнитным магнитопроводом и ферродинамическим прибором дают возможность измерять активную мощность без разрыва цепи тока путем охвата ими проводника с током и присоединения прибора двумя проводниками со штепсельными вилками к напряжению сети.

    Клещи предназначаются для измерения при двух номинальных напряжениях — 220 и 380 В частоты 50 Гц и соответственно трех номинальных значениях токов — 150, 300, 400 А или 150, 300, 500 А, что даст при номинальном коэффициенте мощности Cos ? =0,8 соответствующие номинальные пределы измерения активной мощности: 25, 50, 75 кВт и 50, 100, 150 кВт.

    Отсчеты в пределах измерений 25, 50, 100 кВт производятся по верхней шкале 0 — 50, а с пределах 75, 150 кВт — по нижней шпале 0 — 150. Переключение напряжений осуществляется штепсельными вилками, из которых одна вставляется в генераторное гнездо с маркировкой «*»: а другая — в гнездо с отметкой 220 или 380 В.

    Переключение пределов измерения по току производится рычажным переключателем, который устанавливают в одно из шести положений, отвечающих величинам номинального напряжения сети и номинального значения измеряемой активной мощности.

    Электроизмерительными клещами типа Д90 можно измерять активную мощность в трехфазных цепях, для чего необходимо магнитопроводом охватить линейный провод, а обмотку напряжения подключить на соответствующее линейное или фазное напряжение. При симметричном режиме достаточно измерить мощность одной фазы и результат измерения умножить на три, а при несимметричном режиме выполнить поочередное измерение соответствующих мощностей согласно схемам двух или трех приборов и полученные результаты алгебраически сложить.

    Погрешность измерения при пользовании электроизмерительными клещами типов Ц20 и Д90 не превышает 4% данного предела измерения при любом положении самих клещей, так и проводника в окне магнитопровода.

    Как пользоваться мультиметром с клещами

    Практически у каждого мужчины в доме имеется небольшой набор инструментов, и среди них обязательно будет присутствовать мультиметр. Это привычный прибор, и как пользоваться им, знает почти каждый. А вот мультиметр с токовыми клещами уже диковинка.

    Что это такое

    В повседневной практике токовые клещи используют энергетики, когда нужно измерить силу тока в высоковольтных проводах без их разрыва и последующего подключения амперметра. Внешне они похожи на клещи, прикрепленные к мультиметру, отсюда и название.

    На самом деле это токовый трансформатор с раздвижным магнитопроводом, во вторичную обмотку которого включен стрелочный или цифровой амперметр.

    Длинные диэлектрические ручки нужны для безопасности. Принцип действия заключается в измерении тока проходящего через токовый трансформатор.

    Устройство мультиметра с клещами следующее:

    • усики клещей выполняют из трансформаторной или заменяющей ее стали и покрывают изоляцией;
    • роль первичной обмотки трансформатора играет электрический провод, которые охватывают усики клещей. То есть, на первичной обмотке всего один виток;
    • вторичная обмотка наматывается на эти же клещи, количество витков зависит от того, какие токи предполагается измерять. Обмотка спрятана под изоляцией.

    На клещах указывается коэффициент трансформации. Выглядит примерно так: 100/5А. Это отношение номинального тока первичной обмотки к номинальному току вторичной обмотки.

    Амперметр, включенный во вторичную обмотку трансформатора, производит измерение тока, наведенного проводом, который охватывают клещи.

    Электроизмерительные клещи бывают двух видов – до 1000 В и высоковольтные. В быту применяются клещи до 1000 В. В современных токовых клещах, для удобства пользователей, совместили функции амперметра для измерения переменного тока с другими приборами типа вольтметра, омметра и получился мультиметр с токоизмерительными клещами.

    Кроме этого бывают измерительные клещи для постоянного и переменного тока, основанные на эффекте Холла. Если на тонкую полупроводниковую пластину подать электрический ток и при этом она располагается под прямым углом к какому-нибудь магнитному полю, то на концах пластины появляется напряжение. Оно пропорционально напряженности магнитного поля, действующей на пластину.

    Использование эффекта Холла позволяет измерять как переменный, так и постоянный ток, так как датчик реагирует только на амплитуду напряженности, а направление поля для него значения не имеет.

    Кроме этого, датчик реагирует мгновенно на изменение напряженности. Поэтому он может фиксировать и форму сигнала.

    Конструктивно, измерительные клещи, основанные на эффекте Холла, ничем не отличаются от обычных, измеряющих при помощи трансформаторов тока. Для обычного пользователя это все тот же мультиметр.

    Как измерять

    Пользоваться мультиметром с клещами несложно. Вначале нужно выставить режим измерения переменного или постоянного тока. С помощью переключателя на мультиметре выбираются необходимый сектор с обозначениями режимов и останавливаются на шкале с предполагаемыми значениями.

    После этого нажатием рычага клещи размыкаются. Исследуемый проводник вводится в область захвата, и клещи смыкаются. На дисплее высветятся показания прибора.

    На некоторых тестерах с клещами есть специальная кнопка фиксирующая показание. Тогда достаточно нажать на нее для сохранения результата измерения. Это удобно при измерениях в труднодоступных местах.

    Если прибор показывает 1, значит, величина тока превышает предел измерения, и нужно поставить переключатель на большее значение. Если показания 0 или близкие к нему, надо перейти на нижнюю шкалу.

    Шкалу измерения надо выбирать так, чтобы показания прибора находились в области максимальных значений. В таком случае погрешность измерений будет минимальной.

    Иногда, показания мультиметра с токоизмерительными клещами лежат близко к 0, но провести измерения необходимо. В этом случае используют простой способ. Проводник скручивают в несколько витков и клещами захватывают все провода. На приборе зафиксируется какое-то значение.

    Его нужно разделить на количество проводов проходящих через клещи и получить искомое значение тока, проходящего через проводник.

    Сделать самому

    Если человек немного разбирается в электронике, имеет цифровой мультиметр, то можно довольно быстро сделать к нему дополнение. Для этого понадобится любой датчик Холла, в продаже они имеются, и ферритовое кольцо.

    Кольцо раскалывают на две части, к одному концу крепится датчик, и к его контактам припаивают провода. Полукольца крепят к прищепке или чему-нибудь подобному. Концы проводов вставляют в гнезда мультиметра. Прибор переводится в режим милливольтметра.

    Если в ферритовое кольцо поместить проводник, по которому протекает ток, то на милливольтметре можно будет наблюдать какие-то значения. В зависимости от используемого датчика, коэффициент преобразования напряженности магнитного поля в электрическое напряжение будет разным, но постоянным для конкретного датчика.

    С помощью эталонных токов можно отградуировать шкалу. В результате получится простая и удобная приставка к мультиметру.

    Как выбрать

    На сегодняшний день, на рынке имеется множество тестеров с клещами и без них. Разброс цен не так уж и велик. Возникает проблема выбора. В первую очередь необходимо определиться, для чего он нужен, какие задачи он должен решать.

    Если есть потребность в неразрушающем контроле, необходимо оперативно измерить токи на входящих проводах на даче или на счетчике, то приобретение мультиметра с токоизмерительными клещами будет правильным решением.

    Если нужно замерить токи в электропроводке автомобиля, то придется приобрести прибор с датчиками Холла, хотя они немного дороже.

    Кроме этого, мультиметры, в зависимости от производителя, могут измерять переменные и постоянные токи и напряжения, сопротивления, емкость, частоту, мощность.

    Набор функций зависит от разработчиков аппаратуры. Но за универсальностью гнаться не нужно, это сказывается на цене и характеристиках тестера. Хорошо, если в комплекте с прибором идет подробная инструкция по эксплуатации. После учета всех факторов можно делать покупку.

    Трансформатор тока. Токовые клещи. Расчет онлайн, on-line. Изготовить своими руками. Изготовление. Применение.

    Расчет on-line трансформатора тока. Изготовление. Применение. (10+)

    Трансформатор тока. Принцип действия. Расчет — Он-лайн расчет

    1 2 3

    Особенности и ошибки проектирования токового трансформатора

    Хочу обратить Ваше внимание на то, что напряжение на выходе трансформатора тока будет двуполярным даже если в измеряемой цепи протекает пульсирующий однополярный ток. Трансформатор не может передавать постоянное напряжение. Он передаст на выходную обмотку только переменную составляющую измеряемого тока.

    Еще одно замечание. Шунт вторичной обмотки должен пропускать электрический ток в обе стороны. Недопустимо ставить последовательно с выходной обмоткой диод. Это может привести к скачкам напряжения на этой обмотке, насыщению трансформатора, помехам в измеряемой цепи, пробою диода. Можно сначала поставить шунтирующий резистор, а уже потом снять с него напряжение через диод, или поставить мост с включенным в его диагональ шунтирующим резистором. Мост, как известно, обладает двусторонней проводимостью со стороны входов переменного напряжения.

    Вашему вниманию подборки материалов:

    Конструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

    Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

    В некоторых случаях полезно измерять сумму токов через несколько проводников. Тогда все эти проводники пропускаются через окно сердечника. Сила тока во вторичной обмотке будет пропорциональна силе суммы токов. Важно направление протекания тока. Если один провод пропущен так, что ток протекает в одном направлении, а второй так, что ток течет навстречу, то на выходе будет разность токов. Как я уже писал, трансформатор тока лучше работает при симметричном измеряемом токе. В некоторых случаях этого можно добиться, пропустив проводники в правильном направлении. Например, в пуш-пульном преобразователе напряжения, для ограничения тока может применяться токовый трансформатор. Можно пропустить проводники, соединенные с коллекторами (стоками) транзисторов так, чтобы ток проходил через трансформатор в одном направлении, но можно пропустить их крест-на-крест, а измеряемое напряжение подать на мост. Тогда трансформатор тока будет работать в более щадящем режиме.

    Принцип работы токовых клещей

    Токовые клещи представляют собой обычный токовый трансформатор, только разборный. Проводник, силу тока в котором мы измеряем, пропускается внутри сердечника. Далее клещи схлопываются, сердечник замыкается. В ручке токовых клещей размещена вторичная обмотка, намотанная на этом разборном сердечнике.

    Такие токовые клещи позволяют измерять силу переменного тока. Для измерения постоянного тока применяется несколько другой принцип. Описание токовых клещей постоянного тока.

    Применение трансформатора тока

    Посмотрите пример применения токового трансформатора в различных радиоэлектронных устройствах:

    • Лабораторный импульсный блок питания. Зарядное устройство
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector