Skava mērītājs

skavas mērītājs - ierīce jebkuras ķēdes strāvas bezkontakta mērīšanai bez nepieciešamības pārtraukt, kā tas notiek ar parastu ampēru.Šis tehniskais risinājums nodrošina apkalpojošā personāla drošību.Īpaši noderīga apakšstacijām un citiem paaugstināta sprieguma avotiem.

Mērīšanas ierīču izstrādes vēsture

Rogowski jostas

Rogowski josta tiek uzskatīta par skavu mērītāja prototipu. Pirmo reizi šādu būvniecību 1887. gadā aprakstīja Bristoles universitātes profesors Chattok. Viņš ierosināja speciāli uzvilkt spoli uz elastīga stieņa, kas izgatavots no Indijas gumijas, lai inducētais emfs kontūrā būtu proporcionāls magnētiskā potenciāla atšķirībai tā galos. Zinātnieks sedza stiepļu spoli un iesaistījās pētniecībā.Piemēram, Chattok mēģināja noteikt dzelzs magnētisko pretestību, izmantojot Amperes likumu.

Rogowski un Steijus bija ieinteresēti arī minētajā fizikas jomā.Pārskats par Die Messung der magnetischen Spannung( 1912) sniedza šo magnētiskā potenciometra aprakstu, bet bez atsauces uz Chattok darbību. Nav zināms, vai šie divi zināja, ka viņu ierīce ir pazīstama jau ceturtdaļu gadsimta. Parauga ruļļa konstrukcija:

1. Spole ir novietota pa elastīgu stieni.
2. Tās gals ir aptīts un ar katru pagriezienu sākas sākums.

Vienkārša konstrukcija sniedz vairākas priekšrocības:

1. novērš ierīces ietekmi uz mērījumu rezultātu;
2. , atšķirībā no mūsdienu ērcēm magnētiskajos kodolos, nav magnētiskās piesātinājuma fenomena, tad ir iespējams izmērīt jebkura apjoma strāvas;
3. , pateicoties iepriekšējam cēloņam, kalibrēšana ir vienkāršota: atkarība ir lineāra un viegli tuvināta visā diapazonā;
4. vienkārši maina ierīces jutību, kas padara to piemērotu dažādu problēmu risināšanai;
5. Rogowski josta kļūst par ideālu impulsu strāvas uztvērēju( mazo inerci), tiek izmantota digitālajās tehnoloģijās, kas ir piemērota pārejas procesu novērtēšanai, ja tipiskā mērīšanas transformatoru plūsma:

• strāvas kontrole precīzijas lodēšanas stacijās un metināšanas iekārtās;
• laboratorijas plazmas strāvas mērīšana;
• loka parametri kausēšanas krāsnīs;
• ierīces elektrisko ķēžu parametru automātiskai vadībai;
• sliežu starta strāvu novērtēšana;
• īssavienojuma režīma simulācija elektrotehnikā( skat. Transformācijas attiecību);Inerciāla Rogowski jostas dēļ
• ir pieņemama, lai precīzi novērtētu sarežģītas viļņu formas ar harmoniskām sastāvdaļām( tiristora strāvas);
• izmanto dzelzceļos, lai strādātu ar signāliem reālajā laikā;
• izmanto, lai novērtētu strāvas, ko izraisa magnētiskais lauks transformatoru metāla daļās;
• atbilst izglītības procesa mērķiem, lai ilustrētu Amperes likumu.

Rogowski josta ir ideāls instruments, lai pētītu ķēdes ar iepriekš nezināmām straumēm. Papildu priekšrocība ir atpazīstama, pateicoties vienkāršai izgatavošanai, ir iespējams iegūt mērinstrumentu jebkurām konstrukcijām neatkarīgi no mazajiem vai lielajiem ģeometriskajiem izmēriem. Spriegums, kas saņemts pie Rogowski jostas izejas, tiek nodots caur darbības pastiprinātāju, lai panāktu izteiktu efektu. Rezultātā esošā strāva kontrolē slēdzi vai digitālo ampērmetru.

Amperes likuma specifikas dēļ nav svarīgi, lai diriģents ar pašreizējo spoli, līknēm vai kapteiņa tiešām rokām segtu ceļu. Sliktākajā gadījumā tas nedaudz ietekmēs precizitāti, bet rezultāts kopumā paliks tāds pats. Tomēr līdzīgi tiek norādīts pašreizējais skavas mērītājs: nav atšķirības, diriģents atrodas centrā vai perifērijā.

Neskatoties uz šādu ilgstošu atklājumu, Rogowski jostas izmantošana nebija. Pirmais patents šajā jomā ir Austrijas pilsēta pēc Vernera nosaukuma, numurs 191015( 1957), kurā aprakstīta iespēja pētīt magnētiskās plūsmas blīvumu, izmantojot tērauda adatu. Līdzīga veida ierīce tiek uzskatīta par US 2644135 A, kas deklarēta 1950. gada 20. martā.Un nav iespējams atrast patentu Rogowski jostai. Acīmredzot ierīce nav deklarēta birojam.

Bet Rogowski jostai ir jūtama kļūda, un izgudrojumam ir jāturpina. Tas nozīmē, ka ir nepieciešams cieši noslēgt spoles galus. Pretējā gadījumā kontūru nevar uzskatīt par atbilstošu Ampere likuma piemērošanas nosacījumiem. Svarīga ir arī kontūras viendabīgums: apgriezto apgriezienu skaits tiek nodrošināts, lai tas būtu nemainīgs vienības garumā, pat saliektajā stāvoklī.Kas ne vienmēr ir ērti no tehnoloģiskā viedokļa. Sarežģītība tiek atrisināta ar strāvas skavām.

biežums kļūst par Rogowski jostas otro ierobežojumu. Apakšējā robeža ir 0,1 Hz, un augšējais nav labi. Ultraskaņas mērījumi ir diezgan pieļaujami līdz 1 MHz. Un tad jums ir jāpiemēro integrācija uz zemas pretestības rezistoru, izmantojot savu induktivitātes ķēdi.Šis process atšķiras no iepriekš aprakstītā( pašreizējā vērtība ir jau mērīta, nevis EMF).Šis princips paplašina Rogowski jostas piemērojamību līdz 100 MHz.

skavas mērītājs

Skavas mērītājā tiek izmantots feromagnētiskais kodols. Elastīgums nav pieejams, tiek pieņemts, ka tas nodrošinās mehānismu ķēdes atvēršanai. Izmantojot speciālu pildspalvveida pilnšļirci, kapteinis nosedz stiepli ar strāvu. Pirmā šāda konstrukcija ir atrodama patentā US1924039 A, iesniegta 1932. gada 7. decembrī.William Hockley no Crompton Parkinson Ltd.raksta par savu izgudrojumu:

1. Magnētiskais kodols ir sadalīts divās vietās: līkumā un atvienošanas punktā, lai aptvertu pētāmo ķēdi.
2. Instrumentā ir moderno skavu mērītāju sastāvdaļas. Pat korpusa forma ir līdzīga: taisnstūris ar sānu pogu atsperes magnētiskās shēmas atvēršanai.
3. Atšķiras vairākas mērījumu robežas, un katrs izmanto savu noņemamo kustīgo tipa sensoru. Tādējādi tiek pieprasīta ierīces universālums.
4. Sirds aizmugurē ir ievilkts mērīšanas spole. Indikators kļūst par parastu ampērmetru.

Patents apgalvo, ka pirmais( pasaulē) izmanto kustamu serdi, lūdzot secināt, ka to sākotnējā formā ir pašreizējie skavas mērītāji. Tad atkārto idejas, tas notiek patentā US2494206 A, kas deklarēts 1946. gada 23. aprīlī.Tomēr pēdējā gadījumā ir skaidrojums, ka līdzstrāvas spēks tiek mērīts, mainot tā lauku ar magnētiskās ķēdes caurlaidību. Patiešām, tas ir kaut kas jauns. Patentā US1924039 A tika runāts par līdzstrāvu, bet parametru novērtēšanai piedāvātā metode netika precizēta. Kā zināms, tikai mainīgā magnētiskā plūsma izraisa emf ķēdē, un to nevar izmantot šajā gadījumā.

Tiešās strāvas novirzes parādība tehnoloģijā ir zināma kopš 1921. gada, pateicoties patentam US1640881 A. Pieteikums tika pārskatīts sešus gadus, pirms tas tika pieņemts 1927. gadā.Tas nozīmē, ka biroja speciālisti neuzskatīja izgudrojumu par piemērojamu rūpnieciskā mērogā vai neuzskatīja jaunumu. Patiesi, asinhrono motoru ātruma regulēšanai paredzētais magnētisms pat šodien netiek plaši izmantots, un pirmās ierīces skaņas ierakstīšanai ar šo efektu parādījās tikai Otrā pasaules kara laikā.Patents US2494206 A tiek uzskatīts par atsevišķu ideju, kas izstrādāta, lai atrisinātu grūtības, kas tika izlaistas iepriekšējās strāvas mērīšanas knaibles versijās( spēja mērīt strāvas ar frekvenci 0,1 Hz).

Citos gadījumos, lai izmērītu līdzstrāvu, jutīgā spole tiek pagriezta par zināmu frekvenci. Tad magnētiskā plūsma nepārtraukti mainās, ir iespējams aprēķināt vēlamo vērtību. Rotācijas ātrums ir stabilizēts, piemēram, izmantojot kvarca oscilatoru. Dažreiz spoles kustība ir translacionāla.Šādas vibrācijas ierīces tiešās strāvas mērīšanai vispirms aprakstīja Groshovska 1937. gadā.Tulkojuma kustība tika veikta, izmantojot ekscentrisku riteni.Šodien ir zināmas pjezoelementu konstrukcijas, kurās elektriskā enerģija tiek pārveidota par mehāniskām svārstībām. Līdz ar to ir iespējams sasniegt desmitiem kHz ātrumu, kas ievērojami palielina EMF reakciju ķēdē, kas nozīmē, ka mērījumi ir vienkāršoti.

aprēķiniem

Praktiski ieviestas pjezoelektriskās struktūras satur miniatūru spoli, kas sastāv no 10 stieples apgriezieniem ar garumu 30 un platumu 0,8 mikroni. Ar frekvenci 2 kHz sensors nodrošina jutību 18 µV / 100 µT.Laukā ievietotās spoles metode ir plaši sastopama. Pēdējā gadījumā rezultāts tiek aprēķināts, izmantojot formulu, kas parādīta attēlā.Pēc V ir domāts, ka EMF, kas ņemts no ķēdes, A ir noteikta konstante, n ir apgriezienu skaits ķēdē, un starpība iekavās raksturo magnētiskā lauka maiņas ātrumu. No tā ir skaidrs, ka sākotnējais patents US2494206 A netiek uzskatīts par sliktāko risinājumu nemainīga magnētiskā lauka parametru mērīšanai ar skavu mērītāju.

strāvas skavu mērītāji mūsdienu elektrotehnikā

jutekļu spoles ar gaisa spraugu acīmredzamu iemeslu dēļ uzrāda zemu jutību: lauka stiprums ir aptuveni vienāds ar indukciju. Tas izraisa nelielu reakciju EMF veidā.Projektējot miniatūras lietojumprogrammas, ir izdevīgāk izmantot feromagnētisko kodolu, kas reizina indukcijas vērtību daudzkārt. Mūsdienīgajiem materiāliem piemīt simtiem tūkstošu vienību caurlaidības koeficients, saskaņā ar kuru ir palielinājusies reakcija EMF formā.Gaisa sensori ir lineāri. Pat labākais feromagnēts rada traucējumus atkarībā no frekvences, temperatūras, magnētiskās plūsmas blīvuma utt.

Barkhausen efekts padara kodola signālu pakāpeniski. Tas šodien ir nepārvarams defekts, ko sauc par kvantēšanas troksni. Bieži vien šī iemesla dēļ strāvas skavu nevar uzskatīt par ideālu strāvu mērīšanas līdzekli. Lai gan tie ir piemēroti ķēdē notiekošo procesu novērtēšanai. Piemēram, elektromotora palaišanas strāvu ir viegli atklāt, lai gan rādītāja inerces dēļ pieredze būs jāveic vairākas reizes.

Jaunākās izmaiņas apvieno savu lomu ar parasto testētāju. Labvēlīgi atšķiras spējas izmērīt lielas strāvas bez vajadzības pieskarties tīklam, bet cieš lielas kļūdas.Šeit ir nepieciešams izdarīt atrunu, ka funkcionalitātes paplašināšanai tiek pievienotas trīs ieejas, kas ir standarta multimetriem:

1. Bieži - bieži( zemes, mīnus).
2. V - spriegumu un pretestību mērīšanai.
3. Ext - ārēja avota pieslēgšana, lai novērtētu elektrisko ķēžu izolācijas pretestību.

Ir zināmas izmaiņas, kas novērtē temperatūru, izmantojot īpašu zondi ar sensoru. Diodi ir viegli zvanīt. Tiek piedāvāts izvēlēties ierīci uz skaitītāja, pamatojoties uz cenas un kvalitātes attiecību. Pirms iegādes ir jāpārbauda skavas mērītājs, lai iegūtu kļūdas. Daudzi, saīsinot kontaktus, dod nulles sprieguma rādījumus. Tas praktiski ir neērti, jo īpaši zemsprieguma ķēdēm. Strāvas avots ir parasts Crohn, tāpat kā lielākajā daļā testētāju.Šajā sakarā skavas mērītājs nesniedz nekādas priekšrocības vai trūkumus.