Clamp Meter

Clamp Meter - en enhet for kontaktløs måling av strømmen til en hvilken som helst krets uten at det må brytes, som det skjer med et vanlig ammeter. Denne tekniske løsningen sikrer sikkerheten til servicepersonalet. Spesielt nyttig for arbeidsstasjoner og andre kilder til økt spenning.

Historien om utviklingen av måleinstrumenter

Rogowski belte

Rogowski belte regnes som prototypen til klemmemåleren. For første gang ble en slik konstruksjon beskrevet i 1887 av professor ved University of Bristol Chattok. Han foreslo å snu en spole på en spesiell måte på en fleksibel stang laget av indisk gummi, slik at den induserte emf i kretsen ville være proporsjonal med forskjellen på det magnetiske potensialet ved dets ender. Vitenskapsmannen dekket trådspolen og engasjert seg i forskning. For eksempel forsøkte Chattok å bestemme den magnetiske motstanden av jern, ved hjelp av Ampere-loven.

Rogowski og Steijus var også interessert i det nevnte felt av fysikk. En gjennomgang av Die Messung der magnetischen Spannung( 1912) ga en beskrivelse av dette magnetiske potensiometeret, men uten referanse til aktivitetene til Chattok. Det er ikke sikkert for sikker på om disse to visste at deres enhet har vært kjent for et kvart århundre. Eksempelspole design:

1. En spole legges langs en fleksibel stang.
2. Dens ende er viklet rundt og med hver tur nærmer seg begynnelsen.

Enkel design gir en rekke fordeler:

1. unngår innflytelsen av enheten på resultat av målinger;
2. , i motsetning til moderne flått på magnetiske kjerner, har ikke fenomenet magnetisk metning, blir det mulig å måle strømmer av hvilken som helst størrelse;
3. , på grunn av forrige årsak, er kalibrering forenklet: avhengigheten er lineær og lett tilnærmet over hele spekteret;
4. endrer bare følsomheten til enheten, noe som gjør den egnet til å løse ulike problemer;
5. Rogowski-belte blir en ideell impulsstrømsmottaker( liten tröghet), brukes i digital teknologi, egnet til estimering av forbigående prosesser, hvor typiske måttransformatorer strømmer:

• gjeldende styring av presisjonsloddestasjoner og sveisemaskiner;
• laboratorie plasma strøm måling;
• bue parametere i smelteovner;
• -apparater for automatisk styring av elektriske kretsparametere;
• evaluering av railgun startstrømmer;
• simulering av kortslutningsmodus i elektroteknikk( se transformasjonsforhold);
• på grunn av det inertifrie Rogowski belte er akseptabelt for nøyaktig evaluering av komplekse bølgeformer med harmoniske komponenter( tyristorstrømmer);
• brukes på jernbanene for å arbeide med signaler i sanntid;
• brukes til å evaluere strømmen fremkalt av magnetfeltet i metalldelene av transformatorer;
• konsistent med målene for den pedagogiske prosessen for å illustrere loven til Ampere.

Rogowski Belt er et ideelt verktøy for å studere kretser med tidligere ukjente strømmer. En ytterligere fordel er gjenkjent av enkel fremstilling, det er mulig å oppnå et måleverktøy for enhver konstruksjon, uavhengig av små eller store geometriske dimensjoner. Spenningen mottatt på utsignalet fra Rogowski belte passeres gjennom en operasjonsforsterker for en uttalt effekt. Den resulterende strømstyringen styrer en bryter eller et digitalt ammeter.

På grunn av Ampere's lovs spesifisitet er veier for dekning av en leder med en nåværende spole, kurver eller direkte hender på en mester ikke viktig. I verste fall vil dette noe påvirke nøyaktigheten, men resultatet vil stort sett forbli det samme. Men den nåværende klemmemåleren er likevel sagt: det er ingen forskjell, lederen er i midten eller på periferien.

Til tross for en langvarig oppdagelse var ikke bruken av Rogowski-beltet. Det første patentet i dette området er den østerrikske, etter navnet Werner, nummer 191015( 1957), som beskriver muligheten for å studere tettheten av magnetisk fluss ved hjelp av en stålnål. En lignende type enhet er vurdert i US2644135 A, erklært 20. mars 1950.Og det er umulig å finne et patent på Rogowski-belte. Tilsynelatende er enheten ikke erklært til byrået.

Men Rogowski-beltet viser en konkret feil, en oppfinnsomt tanke må fortsette. Det innebærer behovet for tett lukking av endene av spolen. Ellers kan konturen ikke anses å tilfredsstille betingelsene for anvendelighet av Ampers lov. Konturens homogenitet er også viktig: antall omvendte svinginger antas å være konstant per lengde, selv i bøyet tilstand. Hva er ikke alltid praktisk fra et teknologisk synspunkt. Kompleksiteten er løst med nåværende klemtang.

Frekvensen blir den andre begrensningen av Rogowski-belte. Den nedre grensen er 0,1 Hz, og den øvre er ikke i orden. Målingene på ultralyd er ganske tolerable opp til 1 MHz. Og så må du bruke integrasjonen på en motstand mot lavt motstand ved å bruke sin egen induktanskrets. Prosessen adskiller seg fra det som er beskrevet ovenfor( strømmen er allerede målt, ikke EMF).Dette prinsippet utvider bruken av Rogowski-båndet til 100 MHz.

klemmemetre

I en klemmemåler brukes en ferromagnetisk kjerne. Fleksibilitet er fraværende, det antas å gi en mekanisme for å åpne kretsen. Ved å trykke på en spesiell penn, dekker hovedet ledningen med strøm. Den første slik konstruksjon er funnet i patent US 1924039 A, arkivert 7. desember 1932.William Hockley fra Crompton Parkinson Ltd.skriver om sin egen oppfinnelse:

1. Den magnetiske kjerne er ødelagt på to steder: ved bøyningen og frakoblingspunktet for å dekke kretsen under studien.
2. Verktøyet inneholder komponentdelene av moderne klemmemålere. Selv saksformen er lik: rektangulær med sideknapp for å åpne den fjærbelastede magnetkretsen.
3. En rekke målegrenser skiller seg ut, og hver bruker sin egen flyttbare flyttbare type sensor. Således påstår enhetens universalitet.
4. En målespole sår på baksiden av kjernen. Indikatoren blir et vanlig ammeter.

Patentet hevder den første( i verden) bruk av en bevegelig kjerne, og ber om konklusjonen om at det er nåværende klemmemålere i sin opprinnelige form. Da gjentar ideene, dette skjer i patentet US2494206 A, erklært 23. april 1946.I sistnevnte tilfelle er det imidlertid en avklaring at DC-kraften måles ved å endre feltet ved permeabiliteten av magnetkretsen. Faktisk er det noe nytt.

. I patent US1924039 A var snakk om likestrøm, men metoden som ble foreslått for parameterestimering ble ikke spesifisert. Som kjent, frembringer bare en variabel magnetisk flux en emf i kretsen, den kan ikke brukes i dette tilfellet.

Fenomenet direktestrømspenning har vært kjent i teknologi siden 1921, takket være patent US1640881 A. Søknaden har blitt gjennomgått i seks år før den ble akseptert i 1927.Dette innebærer at spesialistene i byrået ikke anser oppfinnelsen å bli anvendt i industriell skala eller ikke oppfattet nyhet. Faktisk er magnetismen for å justere hastigheten på asynkronmotorer ikke mye brukt selv i dag, og de første enhetene for innspilling av lyd ved hjelp av denne effekten viste seg bare under andre verdenskrig. Patent US2494206 A betraktes som en egen ide som er designet for å løse vanskelighetene som ble savnet i tidligere versjoner av nåværende klemmemålere( evnen til å måle strømmer med en frekvens på 0,1 Hz).

I andre tilfeller, for å måle likestrøm, dreies den følsomme spolen ved kjent frekvens. Da er den magnetiske strømmen stadig skiftende, det er mulig å beregne ønsket verdi. Rotasjonshastigheten stabiliseres, for eksempel ved bruk av en kvartsoscillator. Noen ganger er bevegelsen av spolen translasjonell. Slike vibrasjonsanordninger for måling av likestrøm ble først beskrevet av Groshkovsky i 1937.Den translatoriske bevegelsen ble utført ved hjelp av et eksentrisk hjul. I dag er konstruksjoner på piezoelements kjent hvor elektrisk energi omdannes til mekaniske svingninger. På grunn av dette er det mulig å oppnå hastigheter med titalls kHz, noe som øker responsen til EMF i kretsen, noe som betyr at målingene forenkles.

beregninger

Praktisk implementerte piezoelektriske strukturer inneholder en miniatyrspole med 10 svinger av ledning med en lengde på 30 og en bredde på 0,8 mikron. Med en frekvens på 2 kHz gir sensoren en følsomhet på 18 μV / 100 μT.Teknikken til spolen som er satt inn i feltet, er allment møtt. I sistnevnte tilfelle beregnes resultatet ved hjelp av formelen vist på figuren. Med V menes at EMF tatt fra kretsen, A er en viss konstant, n er antall svinger i kretsen, og forskjellen i parentes karakteriserer frekvensen av endring av magnetfeltet. Av dette er det klart at det opprinnelige patent US2494206 A ikke anses å være den verste løsningen for måling av parametrene til et konstant magnetfelt med en klemmåler.

Current Clamp Meters i Modern Electrical Engineering

Sensoriske spoler med luftgap viser lav følsomhet av åpenbare grunner: feltstyrken er omtrent lik induksjon. Dette gir en liten respons i form av EMF.Ved utforming av miniatyrapplikasjoner er det mer lønnsomt å bruke en ferromagnetisk kjerne, som multipliserer induksjonsverdien mange ganger over. Moderne materialer har en permeabilitetskoeffisient på hundretusener av enheter, ifølge hvilke det er en økning i responsen i form av EMF.Luft sensorer er lineære. Selv den beste ferromagneten gir forvrengninger avhengig av frekvens, temperatur, magnetisk flussetetthet etc.

Barkhausen-effekten gjør signalet til kjernen trinnvis. Dette er en uoverkommelig feil i dag, kalt kvantiseringsstøy. Ofte av denne grunn kan gjeldende klemme ikke anses som et ideelt verktøy for måling av strømmer. Selv om de er egnet for å vurdere prosessene som skjer i kjeden. For eksempel er det lett å oppdage startstrømmen til elmotoren, men på grunn av trögheten til indikatoren, må opplevelsen gjøres flere ganger.

De siste modifikasjonene kombinerer sin egen rolle med den vanlige testeren. Gunstig forskjellig i evnen til å måle høye strømmer uten å måtte røre nettverket, men har en stor feil. Her er det nødvendig å foreta en reservasjon som legges til for utvidelse av funksjonelle tre innganger som er standard for multimetre:

1. Common - common( ground, minus).
2. V - for måling av spenninger og motstander.
3. Ekstern tilkobling av en ekstern kilde for å vurdere isolasjonsmotstanden til elektriske kretser.

Det finnes kjente variasjoner som anslår temperatur ved hjelp av en spesiell sonde med en sensor. Det er lett å ringe dioden. Det foreslås å velge enheten på disken, basert på forholdet mellom pris og kvalitet. Det er nødvendig å inspisere klemmemåleren før du kjøper for feil. Mange, når du kortslår kontaktene, gir ikke-null spenningsavlesninger. Dette er ubeleilig i praktisk forstand, spesielt for lavspente kretser. Strømkilden er den vanlige Crohn, som i de fleste testere. I denne forbindelse gir klemmemåleren ingen fordeler eller ulemper.