Clamp Meter

spaustuvų matuoklis - įrenginys, skirtas bet kokio kontūro srovės be kontaktų matavimui, nereikalaujant pertraukos, kaip ir įprastu amperometru.Šis techninis sprendimas užtikrina aptarnavimo personalo saugumą.Ypač naudinga pastotėms ir kitiems padidinto įtampos šaltiniams.

Matavimo prietaisų kūrimo istorija

Rogowski diržas

Rogowski diržas laikomas spaustuvų matuoklio prototipu. Pirmą kartą tokią statybą 1887 m. Apibūdino Bristolio universiteto profesorius Chattokas. Jis pasiūlė sukti ritinį ypatingu būdu ant lanksčios strypo, pagaminto iš Indijos gumos, kad indukuotas emfas grandinėje būtų proporcingas magnetinio potencialo skirtumui jos galuose. Mokslininkas padengė vielos ritę ir dalyvavo tyrime. Pavyzdžiui, Chattokas bandė nustatyti geležies magnetinį atsparumą, naudodamas Ampere įstatymą.

Rogowski ir Steijus taip pat domino minėtą fizikos sritį.„Die Messung der magnetischen Spannung“( 1912) apžvalga apžvelgė šį magnetinį potenciometrą, tačiau be nuorodos į Chattok veiklą.Nežinoma, ar šie du žinojo, kad jų prietaisas žinomas jau ketvirtį amžiaus. Tipo ritės konstrukcija:

1. Lanksčiąja lazdele išliejama ritė.
2. Jo galas apvyniotas ir kiekvienu posūkiu artėja prie pradžios.

Paprastas dizainas suteikia daug privalumų:

1. vengia prietaiso įtakos matavimų rezultatams;
2. , skirtingai nuo modernių erkių, neturi magnetinio prisotinimo reiškinio, tampa įmanoma matuoti bet kokio dydžio sroves;
3. , dėl ankstesnės priežasties, yra supaprastintas kalibravimas: priklausomybė yra linijinė ir lengvai artima visam diapazonui;
4. tiesiog pakeičia prietaiso jautrumą, todėl jis tinka spręsti įvairias problemas;
5. Rogowski diržas tampa idealiu impulsiniu srovės imtuvu( maža inercija), naudojamas skaitmeninėse technologijose, tinkamas trumpalaikiams procesams įvertinti, kai tipinis matavimo transformatorių srautas:

• srovės kontrolė tikslinėms litavimo stotims ir suvirinimo įrenginiams;
• laboratorijos plazmos srovės matavimas;
• lanko parametrai lydymo krosnyse;
• prietaisai, skirti automatiniam elektros grandinės parametrų valdymui;
• bėgių startinių srovių įvertinimas;
• trumpojo jungimo režimo modeliavimas elektros inžinerijoje( žr. Transformacijos santykį);Dėl inercijos neturinčio Rogowski diržo
• yra priimtinas, kad būtų galima tiksliai įvertinti sudėtingą bangų formą su harmoniniais komponentais( tiristorių srovėmis);
• naudojami geležinkeliuose, norint dirbti su signalais realiuoju laiku;
• naudojami magnetinių laukų sukeltoms srovėms transformatorių metalinėse dalyse įvertinti;
• atitinka švietimo proceso tikslus, iliustruojančius „Ampere“ teisę.

Rogowski diržas yra idealus įrankis, skirtas studijuoti grandines su anksčiau nežinomomis srovėmis. Papildomas pranašumas yra pripažįstamas lengva gaminti, galima gauti matavimo įrankį bet kuriai struktūrai, nepriklausomai nuo mažų ar didelių geometrinių matmenų.Į Rogowski diržo išėjimą gaunama įtampa perduodama per operacinį stiprintuvą, kad būtų pasiektas ryškus poveikis. Gauta srovė valdo jungiklį arba skaitmeninį matuoklį.

Dėl Ampere įstatymo specifiškumo, laidininko aprėpties kelias su dabartine ritė, kreivės ar tiesioginės valdytojo rankos nėra svarbios. Blogiausiu atveju tai šiek tiek paveiks tikslumą, tačiau rezultatas iš esmės išliks toks pats. Tačiau taip pat sakoma, kad esamas spaustuvų matuoklis: nėra jokio skirtumo, laidininkas yra centre arba periferijoje.

Nepaisant tokio ilgalaikio atradimo, Rogowski diržo naudojimas nebuvo. Pirmasis patentas šioje srityje yra Austrijos, po Werner, 191015( 1957), pavadinimas, kuriame aprašoma galimybė tirti magnetinio srauto tankį naudojant plieninę adatą.Panašus prietaisas yra laikomas US 2644135 A, paskelbtu 1950 m. Kovo 20 d. Ir neįmanoma rasti Rogowski diržo patento. Matyt, prietaisas biurui neskelbiamas.

Tačiau Rogowski juosta rodo apčiuopiamą trūkumą, išradinga mintis turi judėti toliau. Tai reiškia, kad reikia tvirtai uždaryti ritės galus. Priešingu atveju kontūras negali būti laikomas atitinkančiu Ampere įstatymo taikymo sąlygas. Svarbu ir kontūro homogeniškumas: manoma, kad atvirkštinių posūkių skaičius yra pastovus vieneto ilgiui, net ir sulenktoje padėtyje. Kas ne visada yra patogi technologiniu požiūriu. Sudėtingumas yra išspręstas dabartiniais spaustuvais.

Dažnis tampa antruoju Rogowski juostos apribojimu. Apatinė riba yra 0,1 Hz, o viršutinis - ne visai gerai. Ultragarsiniai matavimai yra gana toleruojami iki 1 MHz. Ir tada reikia taikyti integraciją ant mažo pasipriešinimo varžos, naudodami savo induktyvumo grandinę.Šis procesas skiriasi nuo pirmiau aprašyto proceso( srovė jau matuojama, o ne EMF).Šis principas praplečia „Rogowski“ juostos taikymą iki 100 MHz.

spaustuvo matuoklis

Spynos matuoklyje naudojama feromagnetinė šerdis. Lankstumas nėra, manoma, kad bus sukurtas grandinės atidarymo mechanizmas. Naudojant specialią švirkštimo priemonę, jį užspaudžiant, pagrindinis laidas padengia laidą srovėmis. Pirmoji tokia konstrukcija pateikiama patente US 1924039 A, pateiktame 1932 m. Gruodžio 7 d. William Hockley iš Crompton Parkinson Ltd.rašo apie savo išradimą:

1. Magnetinė šerdis yra suskaidyta dviejose vietose: lenkimo ir atjungimo taške, kad padengtų tiriamą grandinę.
2. Įrankį sudaro šiuolaikinių spaustuvų matuoklių dalys. Net ir dėklo forma yra panaši: stačiakampio formos su šoniniu mygtuku spyruoklinės magnetinės grandinės atidarymui.
3. Skiriamos kelios matavimo ribos ir kiekvienas naudoja savo nuimamą judančio tipo jutiklį.Taigi reikalaujama, kad prietaisas būtų universalus.
4. Matavimo ritė yra apvyniota užpakalinėje šerdies pusėje. Indikatorius tampa įprastu ampeeriu.

Patentas teigia, kad pirmas( pasaulyje) naudojamas kilnojamasis šerdis, prašant padaryti išvadą, kad esamos gnybtų matuokliai yra jų pradinėje formoje. Tada pakartoja idėjas, tai vyksta patente US2494206 A, paskelbtame 1946 m. ​​Balandžio 23 d. Tačiau pastaruoju atveju paaiškinama, kad nuolatinės srovės jėga matuojama keičiant lauką magnetinės grandinės pralaidumu. Iš tiesų, tai yra kažkas naujo. Patente US1924039 A kalbama apie tiesioginę srovę, tačiau parametro įvertinimui siūlomas metodas nebuvo nurodytas. Kaip žinoma, tik kintamasis magnetinis srautas sukelia emf grandinėje, todėl jis negali būti naudojamas.

Tiesioginio srovės šališkumo fenomenas buvo žinomas technologijoje nuo 1921 m., Patento US1640881 A. dėka. Tai reiškia, kad biuro specialistai nemanė, jog išradimas būtų taikomas pramoniniu mastu, ar nežinojo naujovės. Iš tiesų, šiandien nėra plačiai naudojamas asinchroninių variklių greičio reguliavimo magnetizmas, o pirmieji prietaisai, skirti garsui įrašyti šiuo efektu, pasirodė tik Antrojo pasaulinio karo metu. Patentas US2494206 A laikomas atskira idėja, sukurta spręsti sunkumus, kurie buvo praleisti ankstesnėse dabartinių spaustuvų matuoklių versijose( galimybė matuoti sroves 0,1 Hz dažniu).

Kitais atvejais, norint išmatuoti nuolatinę srovę, jautrus ritė sukasi žinomu dažniu. Tada magnetinis srautas nuolat keičiasi, galima apskaičiuoti norimą vertę.Sukimosi greitis stabilizuojamas, pavyzdžiui, naudojant kvarco osciliatorių.Kartais ritės judėjimas yra transliacinis. Tokius tiesioginės srovės matavimo vibracijos įtaisus pirmiausia aprašė Groshkovskis 1937 m. Vertimo judėjimas buvo atliktas naudojant ekscentrinį ratą.Šiandien žinomos pjezoelementų konstrukcijos, kuriose elektros energija paverčiama mechaniniais svyravimais. Dėl to galima pasiekti dešimčių kHz greitį, kuris labai padidina EMF atsaką grandinėje, o tai reiškia, kad matavimai yra supaprastinti.

skaičiavimams

Praktiškai įdiegtos pjezoelektrinės struktūros turi miniatiūrinį ritinį, kurio ilgis yra 30, o ilgis - 0,8 mikronai. Naudojant 2 kHz dažnį, jutiklis užtikrina 18 µV / 100 µT jautrumą.Į lauką įterptos ritės technika plačiai aptinkama. Pastaruoju atveju rezultatas apskaičiuojamas pagal paveikslėlyje pateiktą formulę.V reiškia, kad EMF, paimtas iš grandinės, A yra tam tikra konstanta, n yra sukimosi skaičius grandinėje, o skirtumas skliausteliuose apibūdina magnetinio lauko keitimo greitį.Iš to aišku, kad originalus patentas US2494206 A nelaikomas blogiausiu tirpalu matuoti pastovaus magnetinio lauko parametrus su spaustuvu.

srovės gnybtai šiuolaikinėje elektros inžinerijoje

jutimo ritės su oro tarpu yra mažai jautrūs dėl akivaizdžių priežasčių: lauko stiprumas yra maždaug lygus indukcijai. Tai sukelia nedidelį atsakymą EMF forma. Projektuojant miniatiūrines programas, naudingiau naudoti feromagnetinę šerdį, kuri daug kartų daugina indukcijos vertę.Šiuolaikinės medžiagos pralaidumo koeficientas yra šimtai tūkstančių vienetų, pagal kurias padidėja atsakas EMF forma. Oro jutikliai yra tiesiniai. Net geriausias feromagnetas sukelia iškraipymus, priklausomai nuo dažnio, temperatūros, magnetinio srauto tankio ir tt

Barkhauzeno efektas palaipsniui padidina šerdies signalą.Tai šiandien neįveikiamas defektas, vadinamas kvantavimo triukšmu. Dažnai dėl šios priežasties srovės fiksatorius negali būti laikomas idealiu srovių matavimo įrankiu. Nors jie tinka įvertinti grandinėje vykstančius procesus. Pavyzdžiui, lengva aptikti elektros variklio paleidimo srovę, nors dėl indikatoriaus inercijos patirties reikės atlikti kelis kartus.

Naujausi pakeitimai sujungia savo vaidmenį su įprastu testeriu. Teigiamai skiriasi gebėjimas matuoti dideles sroves nereikia paliesti tinklo, bet patiria didelę klaidą.Čia būtina padaryti išlygą, kad praplečiant funkcinius tris papildomus elementus, kurie yra standartiniai daugialypiams matuokliams:

1. Bendra - bendra( žemės, minuso).
2. V - įtampų ir varžų matavimui.
3. Ext - išorinio šaltinio prijungimas, siekiant įvertinti elektros grandinių izoliacijos varžą.

Yra žinomų variantų, įvertinančių temperatūrą naudojant specialų zondą su jutikliu. Diodą lengva skambinti. Siūloma pasirinkti prietaisą ant skaitiklio, remiantis kainos ir kokybės santykiu. Prieš pirkdami reikia patikrinti gnybtų matuoklį.Daugelis, trumpindami kontaktus, pateikia nulinės įtampos parodymus. Tai praktiškai nepatogu, ypač žemos įtampos grandinėse. Maitinimo šaltinis yra įprastas Crohn, kaip ir daugelyje testerių.Šiuo atžvilgiu spaustuvų matuoklis neturi jokių privalumų ar trūkumų.