מהדק מטר

Clamp Meter - מכשיר למדידה ללא מגע של הזרם של כל מעגל ללא צורך לשבור, כפי שקורה עם מד רגיל.פתרון טכני זה מבטיח את בטיחותם של אנשי השירות.שימושי במיוחד עבור תחנות עבודה מקורות אחרים של מתח מוגבר.

ההיסטוריה של פיתוח של מכשירי מדידה

חגורת Rogowski

חגורת Rogowski נחשב אב טיפוס של מטר מהדק.בפעם הראשונה כזה הבנייה תוארה בשנת 1887 על ידי הפרופסור של אוניברסיטת בריסטול Chattok.הוא הציע לפצוע סליל בדרך מיוחדת על מוט גמיש עשוי גומי הודי, כך EMF המושרה במעגל יהיה פרופורציונלי ההבדל של הפוטנציאל המגנטי בקצותיו.המדען כיסה את סליל התיל ועסק במחקר.לדוגמה, Chattok ניסה לקבוע את ההתנגדות המגנטית של ברזל, באמצעות החוק של Ampere.

Rogowski ו Steijus היו גם עניין בתחום המוזכר של הפיזיקה.סקירה של די מסונג דה מגנטישטיין ספנונג( 1912) סיפק תיאור של הפוטנציאל המגנטי הזה, אך ללא התייחסות לפעילותו של צ'אטוק.לא ידוע בוודאות אם השניים ידעו שהמכשיר שלהם ידוע כבר רבע מאה.דגם סליל עיצוב:

1. סליל מונח לאורך מוט גמיש.
2. סוף שלה הוא עטוף מסביב עם כל פונה מתקרב ההתחלה.

עיצוב פשוט נותן מספר יתרונות:

1. נמנע השפעת המכשיר על תוצאה של מדידות;
2. , בניגוד לתרסיסים מודרניים על גרעינים מגנטיים, אין את התופעה של רוויה מגנטית, ניתן למדוד זרמים בכל גודל;
3. , בשל הסיבה הקודמת, הכיול הוא פשוט יותר: התלות היא ליניארית וקרובה בקלות על פני כל טווח;
4. פשוט משנה את הרגישות של המכשיר, מה שהופך אותו מתאים לפתרון בעיות שונות;החגורה של
5. Rogowski הופכת למקלט זרם אידיאלי של אימפולס( אינרציה קטנה), המשמשת לטכנולוגיה דיגיטלית, מתאימה לאמידת ערכי תהליכים ארעיים, שבהם זורמים שנאי מדידה אופייניים:

• שליטה שוטפת של תחנות הלחמה מדויקות ומכונות ריתוך;
• מדידת מעבדה פלזמה;
• arc פרמטרים ב תנורים התכה;
• התקנים עבור שליטה אוטומטית של פרמטרים במעגל חשמלי;
• הערכה של railgun החל זרמים;
• סימולציה של מצב קצר במעגל ההנדסה החשמלית( ראה יחס טרנספורמציה);
• בשל החגורה Rogowski ללא אינרציה מקובל להערכה מדויקת של צורות גל מורכבות עם רכיבים הרמוניים( זרמים thyristor);
• משמשים ברכבות כדי לעבוד עם אותות בזמן אמת;
• משמשים להערכת הזרמים הנגרמים על ידי השדה המגנטי בחלקי המתכת של השנאים;
• בקנה אחד עם המטרות של התהליך החינוכי כדי להמחיש את החוק של Ampere.

חגורת Rogowski הוא כלי אידיאלי לחקר מעגלים עם זרמים לא ידועים קודם לכן.יתרון נוסף מוכר על ידי קלות הייצור, ניתן להשיג כלי מדידה עבור כל מבנים, ללא קשר לממדים גיאומטריים קטנים או גדולים.המתח המתקבל בפלט של חגורת רוגובסקי מועבר דרך מגבר תפעולי להשפעה ניכרת.הזרם המתקבל שולט במתג או במד זום דיגיטלי.

בשל הספציפיות של חוק אמפר, נתיב הכיסוי של מנצח עם סליל הנוכחי, עקומות או הידיים הישירות של יחידת אינו חשוב.במקרה הגרוע ביותר, זה ישפיע מעט על הדיוק, אבל התוצאה תהיה גדולה.עם זאת, מודול מהדק הנוכחי הוא אמר דומה: אין הבדל, המנצח הוא במרכז או בפריפריה.

למרות גילוי ארוך זה, השימוש בחגורת רוגובסקי לא היה.הפטנט הראשון בתחום זה הוא האוסטרי, לאחר שמו של ורנר, מספר 191015( 1957), המתאר את האפשרות ללמוד את צפיפות השטף המגנטי באמצעות מחט פלדה.סוג דומה של מכשיר נחשב ב US2644135 A, הכריז 20 מרס 1950.ואי אפשר למצוא פטנט על חגורת רוגובסקי.ככל הנראה, המכשיר לא הוכרז הלשכה.

אבל החגורה של רוגובסקי מראה פגם מוחשי, המחשבה המצאתית חייבת להמשיך הלאה.זה מרמז על הצורך סגירת הדוק של הקצוות של הסליל.אחרת, המתאר אינו יכול להיחשב כמספק את התנאים לתחולתו של חוק אמפר.ההומוגניות של קווי המתאר חשובה גם היא: מספר הפניות ההפוכה הוא קבוע לכל אורך יחידה, אפילו במצב כפוף.מה לא תמיד נוח מנקודת מבט טכנולוגית.המורכבות נפתרת עם הצבת מהדק הנוכחי.

התדירות הופכת למגבלה השנייה של חגורת רוגובסקי.הגבול התחתון הוא 0.1 הרץ, העליון אינו בסדר.המדידות על אולטראסאונד הם נסבלים למדי עד 1 MHz.ואז אתה צריך ליישם את האינטגרציה על התנגדות התנגדות נמוכה באמצעות מעגל השראה משלה.התהליך שונה מזה המתואר לעיל( הנוכחי כבר נמדד, לא EMF).עיקרון זה מרחיב את תחולת החגורה של רוגובסקי ל -100 מגה-הרץ.

Clamp Meter

במוד מהדק, משמש ליבה פרומגנטית.גמישות נעדרת, הוא מניח לספק מנגנון לפתיחת המעגל.באמצעות עט מיוחד, לחיצה על זה, המאסטר מכסה את חוט עם הנוכחי.הראשון כזה הבנייה נמצא פטנט US1924039 A, הגישו 7 דצמבר 1932.ויליאם הוקלי מקרומפטון פרקינסון בע"מכותב על ההמצאה שלו:

1. הליבה המגנטית שבורה בשני מקומות: בעיקול ובנקודת הניתוק כדי לכסות את המעגל הנלמד.
2. הכלי מכיל את החלקים המרכיבים של מטר מהדק מודרני.אפילו צורת המקרה דומה: מלבנית עם כפתור צד לפתיחת המעגל המגנטי באביב.
3. מספר מגבלות מדידה נבדלות, וכל אחת משתמשת בחיישן הסוג הנשלף שלה.לכן, האוניברסליות של המכשיר הוא טען.
4. סליל מדידה הוא פצע בצד האחורי של הליבה.המחוון הופך למד זרם רגיל.

הפטנט טוען שהשימוש הראשון( בעולם) של ליבת מטלטלין, מבקש את המסקנה כי ישנם מטרים מהדק הנוכחי בצורתם המקורית.ואז חוזר על הרעיונות, זה קורה בפטנט US2494206 A, הכריז אפריל 23, 1946.עם זאת, במקרה האחרון, יש הבהרה כי כוח DC נמדדת על ידי שינוי שדה שלה על ידי חדירות של המעגל המגנטי.אכן, זה משהו חדש.בפטנט US1923939 A, השיחה היתה על זרם ישיר, אך השיטה המוצעת להערכת פרמטרים לא צוינה.כידוע, רק משתנה מגנטי השטף גורם emf במעגל, זה לא יכול לשמש במקרה זה.

התופעה של הטיה ישירה-זרם ידועה בטכנולוגיה מאז 1921, הודות לפטנט US1640881 א. הבקשה נבדקה במשך שש שנים לפני שהתקבלה בשנת 1927.משמעות הדבר היא כי המומחים של הלשכה לא רואים את ההמצאה להיות מיושם בקנה מידה תעשייתי או לא נתפס חידוש.ואכן, מגנטיות עבור התאמת מהירות מנועים אסינכרוני אינו בשימוש נרחב גם היום, ואת המכשירים הראשונים להקלטת קול באמצעות אפקט זה הופיע רק במהלך מלחמת העולם השנייה.פטנט US2494206 A נחשב רעיון נפרד, שנועד לפתור את הקשיים שהיו החמיצו בגרסאות מוקדמות יותר של מטרים מהדק הנוכחי( היכולת למדוד זרמים עם תדר של 0.1 הרץ).

במקרים אחרים, כדי למדוד זרם ישיר, סליל רגיש מסובב בתדר ידוע.ואז השטף המגנטי משתנה כל הזמן, ניתן לחשב את הערך הרצוי.מהירות סיבוב הוא התייצב, למשל, באמצעות מתנד קוורץ.לפעמים התנועה של הסליל היא translational.מכשירי רטט כאלה למדידת זרם ישיר תוארו לראשונה על ידי גרושקובסקי בשנת 1937.התנועה המתורגמת בוצעה באמצעות גלגל אקסצנטרי.כיום, מבנים על piezoelements ידועים, שבו אנרגיה חשמלית מומרת תנודות מכניות.בשל כך, ניתן להשיג מהירויות של עשרות קילוהרץ, אשר מגדיל מאוד את התגובה של EMF במעגל, כלומר המדידות הן פשוטות.

מיושם למעשה מבנים piezoelectric מכילים סליל מיניאטורי של 10 סיבובים של חוט עם אורך של 30 רוחב של 0.8 מיקרון.עם תדר של 2 קילוהרץ, החיישן מספק רגישות של 18 μV / 100 μT.הטכניקה של סליל מוכנס לתוך השדה הוא נתקל נרחב.במקרה האחרון, התוצאה מחושבת לפי הנוסחה שמופיעה באיור.לפי V, ה- EMF נלקח מהמעגל, A הוא קבוע מסוים, n הוא מספר הסיבובים במעגל, וההבדל בסוגריים מאפיין את קצב השינוי של השדה המגנטי.מכאן, ברור כי הפטנט המקורי US2494206 A אינו נחשב הפתרון הגרוע ביותר למדידת הפרמטרים של שדה מגנטי קבוע עם מטר מהדק.

זרם Clamp בהנדסת חשמל מודרנית

סלילי חישה עם פער אוויר מראים רגישות נמוכה מסיבות ברורות: עוצמת השדה שווה בערך לאינדוקציה.זה גורם תגובה קטנה בצורה של EMF.בעת עיצוב יישומים זעירים, זה יתרון יותר להשתמש הליבה פרומגנטי, אשר מכפילה את ערך אינדוקציה פעמים רבות.לחומרים מודרניים יש מקדם חדירות של מאות אלפי יחידות, לפיו יש עלייה בתגובה בצורה של EMF.חיישני האוויר הם ליניארי.אפילו פרומגנט הטוב ביותר נותן עיוותים בהתאם תדר, טמפרטורה, צפיפות השטף המגנטי, וכו '

אפקט Barkhausen עושה את האות של הליבה בשלבים.זהו פגם שאין להתגבר עליו היום, הנקרא רעש קוונטיזציה.לעתים קרובות מסיבה זו, מהדק הנוכחי לא יכול להיחשב כלי אידיאלי למדידת זרמים.למרות שהם מתאימים להערכת התהליכים המתרחשים בשרשרת.לדוגמה, קל לזהות את הזרם החל של המנוע החשמלי, אם כי בשל האינרציה של המדד, הניסיון צריך להיעשות מספר פעמים.

השינויים האחרונים לשלב את התפקיד שלהם עם בודק הרגיל.נבדלים באופן מובהק ביכולת למדוד זרמים גבוהים ללא צורך לגעת ברשת, אך סובלים מטעות גדולה.כאן יש צורך לבצע הזמנה כי להארכת של שלושה תפקודים פונקציונליים מתווספים כי הם סטנדרטיים עבור multimeters:

1. משותף - משותף( הקרקע, מינוס).
2. V - למדידת מתח והתנגדות.
3. Ext - חיבור של מקור חיצוני על מנת להעריך את עמידות הבידוד של מעגלים חשמליים.

ישנן וריאציות ידועות המעריכות טמפרטורה באמצעות בדיקה מיוחדת עם חיישן.קל לצלצל לדיודה.מוצע לבחור את המכשיר על הדלפק, על בסיס יחס של מחיר ואיכות.יש צורך לבדוק את מטר מהדק לפני הרכישה עבור שגיאות.רבים, כאשר shorting את המגעים, לתת שאינם אפס מתח קריאות.זה לא נוח במובן המעשי, במיוחד עבור מעגלים מתח נמוך.מקור הכוח הוא קרוהן הרגיל, כמו ברוב הבודקים.בהקשר זה, מטר מהדק אינו מציע שום יתרונות או חסרונות.