Clamp Meter

Clamp Meter - un dispositivo per la misura senza contatto della corrente di qualsiasi circuito senza la necessità di rompere, come accade con un normale amperometro. Questa soluzione tecnica garantisce la sicurezza del personale di servizio. Particolarmente utile per le sottostazioni di lavoro e altre fonti di tensione aumentata.

La storia dello sviluppo dei dispositivi di misurazione

Cinghia Rogowski

La cinghia Rogowski è considerata il prototipo della pinza amperometrica. Per la prima volta una tale costruzione fu descritta nel 1887 dal professore dell'Università di Bristol, Chattok. Propose di avvolgere una bobina in un modo speciale su un'asta flessibile fatta di gomma indiana in modo che la fem indotta nel circuito fosse proporzionale alla differenza del potenziale magnetico alle sue estremità.Lo scienziato coprì la bobina di filo e si dedicò alla ricerca. Ad esempio, Chattok ha cercato di determinare la resistenza magnetica del ferro, usando la legge di Ampere.

Anche Rogowski e Steijus erano interessati al campo della fisica menzionato. Una recensione di Die Messung der magnetischen Spannung( 1912) fornì una descrizione di questo potenziometro magnetico, ma senza riferimento alle attività di Chattok. Non è noto per certo se questi due sapessero che il loro dispositivo è noto da un quarto di secolo. Design della bobina campione:

1. Una bobina viene posata lungo un'asta flessibile.
2. La sua estremità è avvolta e ogni volta che si avvicina l'inizio. Bobina di misurazione

Il design semplice offre numerosi vantaggi:

1. evita l'influenza del dispositivo sul risultato delle misurazioni;
2. , a differenza delle moderne zecche su nuclei magnetici, non ha il fenomeno della saturazione magnetica, diventa possibile misurare correnti di qualsiasi grandezza;
3. , a causa della causa precedente, la calibrazione è semplificata: la dipendenza è lineare e facilmente approssimabile sull'intero intervallo;
4. cambia semplicemente la sensibilità del dispositivo, che lo rende adatto per risolvere vari problemi;La cinghia
5. Rogowski diventa un ricevitore di corrente impulsiva ideale( piccola inerzia), viene utilizzata nella tecnologia digitale, adatta per la stima dei processi transienti, dove fluiscono i trasformatori di misura tipici: controllo corrente

• di stazioni di saldatura di precisione e saldatrici;Misurazione della corrente di plasma del laboratorio
• ;Parametri dell'arco
• nei forni di fusione;Dispositivi
• per il controllo automatico dei parametri del circuito elettrico;Valutazione
• delle correnti di avviamento del railgun;Simulazione
• della modalità di cortocircuito nell'ingegneria elettrica( vedi rapporto di trasformazione);
• grazie alla cinghia Rogowski senza inerzia è accettabile per la valutazione accurata di forme d'onda complesse con componenti armoniche( correnti di tiristore);
• sono utilizzati sulle ferrovie per lavorare con i segnali in tempo reale;
• è utilizzato per valutare le correnti indotte dal campo magnetico nelle parti metalliche dei trasformatori;
• coerente con gli obiettivi del processo educativo per illustrare la legge di Ampere.

La Rogowski Belt è uno strumento ideale per studiare circuiti con correnti precedentemente sconosciute. Un ulteriore vantaggio è riconosciuto dalla facilità di produzione, è possibile ottenere uno strumento di misura per qualsiasi struttura, indipendentemente dalle dimensioni geometriche piccole o grandi. La tensione ricevuta all'uscita della cinghia di Rogowski è passata attraverso un amplificatore operazionale per un effetto pronunciato. La corrente risultante controlla un interruttore o un amperometro digitale.

A causa della specificità della legge di Ampere, il percorso di copertura di un conduttore con bobina corrente, curve o mani dirette di un master non è importante. Nel peggiore dei casi, ciò influirà leggermente sulla precisione, ma il risultato rimarrà invariato. Tuttavia, il multimetro a pinza attuale è detto in modo simile: non c'è differenza, il conduttore si trova nel centro o sulla periferia.

Nonostante questa scoperta di vecchia data, l'uso della cintura Rogowski non lo era. Il primo brevetto in questo settore è l'austriaco, dopo il nome di Werner, numero 191015( 1957), che descrive la possibilità di studiare la densità del flusso magnetico usando un ago d'acciaio. Un simile tipo di dispositivo è considerato in US2644135 A, dichiarato il 20 marzo 1950.Ed è impossibile trovare un brevetto per la cintura Rogowski. Apparentemente, il dispositivo non è dichiarato all'ufficio.

Ma la cintura Rogowski mostra un difetto tangibile, un pensiero inventivo deve andare avanti. Implica la necessità di una chiusura a tenuta delle estremità della bobina. In caso contrario, il contorno non può essere considerato come soddisfacente alle condizioni per l'applicabilità della legge di Ampere. Anche l'omogeneità del contorno è importante: si presume che il numero di inversioni sia costante per unità di lunghezza, anche nello stato piegato. Cosa non è sempre conveniente dal punto di vista tecnologico. La complessità è risolta con pinze a pinza amperometriche.

La frequenza diventa la seconda limitazione della cinghia di Rogowski. Il limite inferiore è 0,1 Hz e la parte superiore non è a posto. Le misure sugli ultrasuoni sono abbastanza tollerabili fino a 1 MHz. E quindi è necessario applicare l'integrazione su un resistore a bassa resistenza utilizzando il proprio circuito di induttanza. Il processo differisce da quello descritto sopra( la corrente è già misurata, non l'EMF).Questo principio estende l'applicabilità della cinghia Rogowski a 100 MHz.

Clamp Meter

In un clamp meter, viene utilizzato un nucleo ferromagnetico. La flessibilità è assente, si presume che fornisca un meccanismo per l'apertura del circuito. Usando una penna speciale, premendola, il master copre il filo con la corrente. La prima costruzione del genere si trova nel brevetto US1924039 A, depositato il 7 dicembre 1932.William Hockley di Crompton Parkinson Ltd.scrive sulla sua invenzione:

1. Il nucleo magnetico è rotto in due punti: alla curva e il punto di disconnessione per coprire il circuito studiato.
2. Lo strumento contiene le parti componenti dei moderni misuratori di clamp. Anche la forma della custodia è simile: rettangolare con un pulsante laterale per l'apertura del circuito magnetico caricato a molla.
3. Si distingue un numero di limiti di misurazione e ciascuno utilizza il proprio sensore rimovibile di tipo mobile. Quindi, l'universalità del dispositivo è rivendicata.
4. Una bobina di misurazione è avvolta sul retro del nucleo. L'indicatore diventa un normale amperometro.

Il brevetto rivendica il primo( al mondo) uso di un nucleo mobile, chiedendo la conclusione che ci sono misuratori di pinza correnti nella loro forma originale. Quindi ripete le idee, questo sta accadendo nel brevetto US2494206 A, dichiarato il 23 aprile 1946.Tuttavia, in quest'ultimo caso, vi è un chiarimento sul fatto che la forza DC viene misurata cambiando il suo campo dalla permeabilità del circuito magnetico. In effetti, è qualcosa di nuovo.

Nel brevetto US 1924039 A, il discorso riguardava la corrente continua, ma il metodo proposto per la stima dei parametri non era specificato. Come è noto, solo un flusso magnetico variabile induce una fem nel circuito e non può essere utilizzata in questo caso.

Il fenomeno della polarizzazione in corrente continua è noto in tecnologia dal 1921, grazie al brevetto US1640881 A. L'applicazione è stata rivista per sei anni prima che fosse accettata nel 1927.Ciò significa che gli specialisti dell'ufficio non consideravano l'invenzione da applicare su scala industriale o non percepivano novità.In effetti, il magnetismo per regolare la velocità dei motori asincroni non è ampiamente utilizzato ancora oggi, ei primi dispositivi per la registrazione del suono con questo effetto sono apparsi solo durante la seconda guerra mondiale. Il brevetto US2494206 A è considerato un'idea separata, progettata per risolvere le difficoltà che mancavano nelle precedenti versioni dei misuratori di corrente( la capacità di misurare correnti con una frequenza di 0,1 Hz).

In altri casi, per misurare la corrente continua, la bobina sensibile viene ruotata a una frequenza nota. Quindi il flusso magnetico cambia continuamente, è possibile calcolare il valore desiderato. La velocità di rotazione è stabilizzata, ad esempio utilizzando un oscillatore al quarzo. A volte il movimento della bobina è traslazionale. Tali dispositivi di vibrazione per misurare la corrente continua furono descritti per la prima volta da Groshkovsky nel 1937.Il movimento di traslazione è stato eseguito utilizzando una ruota eccentrica. Oggi sono note costruzioni su piezoelementi, in cui l'energia elettrica viene convertita in oscillazioni meccaniche. A causa di ciò, è possibile raggiungere velocità di decine di kHz, il che aumenta notevolmente la risposta dell'EMF nel circuito, il che significa che le misurazioni sono semplificate. Formula

Le strutture piezoelettriche implementate in modo pratico contengono una bobina miniaturizzata di 10 spire di filo con una lunghezza di 30 e una larghezza di 0,8 micron. Con una frequenza di 2 kHz, il sensore fornisce una sensibilità di 18 μV / 100 μT.La tecnica della bobina inserita nel campo è ampiamente incontrata. In quest'ultimo caso, il risultato viene calcolato utilizzando la formula mostrata in figura. Per V si intende l'EMF prelevato dal circuito, A è una certa costante, n è il numero di spire nel circuito, e la differenza tra parentesi caratterizza il tasso di variazione del campo magnetico. Da questo, è chiaro che il brevetto originale US2494206 A non è considerato la soluzione peggiore per misurare i parametri di un campo magnetico costante con un metro a morsetto.

Metri di serraggio correnti nella moderna ingegneria elettrica

Le bobine sensoriali con un traferro mostrano una bassa sensibilità per ovvi motivi: l'intensità del campo è approssimativamente uguale all'induzione. Ciò causa una piccola risposta sotto forma di EMF.Quando si progettano applicazioni in miniatura, è più vantaggioso utilizzare un nucleo ferromagnetico, che moltiplica il valore di induzione più volte. I materiali moderni hanno un coefficiente di permeabilità di centinaia di migliaia di unità, secondo il quale c'è un aumento nella risposta sotto forma di campi elettromagnetici. I sensori dell'aria sono lineari. Anche il migliore ferromagnete fornisce distorsioni a seconda della frequenza, della temperatura, della densità del flusso magnetico, ecc.

L'effetto Barkhausen rende il segnale del core stepwise. Questo è un difetto insormontabile oggi, chiamato rumore di quantizzazione. Spesso per questo motivo, la pinza amperometrica non può essere considerata uno strumento ideale per misurare le correnti. Sebbene siano adatti per valutare i processi che si verificano nella catena. Ad esempio, è facile rilevare la corrente di avviamento del motore elettrico, anche se a causa dell'inerzia dell'indicatore, l'esperienza dovrà essere eseguita più volte.

Le ultime modifiche combinano il proprio ruolo con il solito tester. Preferibilmente si differenziano nella capacità di misurare correnti elevate senza la necessità di toccare la rete, ma subiscono un grande errore. Qui è necessario effettuare una prenotazione che per l'estensione dei tre ingressi funzionali vengono aggiunti quelli standard per i multimetri:

1. Comune - comune( terra, meno).
2. V - per misurare tensioni e resistenze.
3. Ext - collegamento di una sorgente esterna per valutare la resistenza di isolamento dei circuiti elettrici.

Esistono variazioni note che stimano la temperatura utilizzando una sonda speciale con un sensore.È facile suonare il diodo. Si propone di scegliere il dispositivo sul contatore, in base al rapporto tra prezzo e qualità.È necessario ispezionare il multimetro prima dell'acquisto per eventuali errori. Molti, quando mettono in cortocircuito i contatti, danno letture di tensione diverse da zero. Ciò è inopportuno in senso pratico, specialmente per i circuiti a bassa tensione. La fonte di energia è il solito Crohn, come nella maggior parte dei tester. A questo proposito, la pinza amperometrica non offre alcun vantaggio o svantaggio.