Braçadeira

Medidor de pinça

- um dispositivo para medição sem contato da corrente de qualquer circuito sem a necessidade de quebra, como acontece com um amperímetro comum. Esta solução técnica garante a segurança do pessoal de serviço. Especialmente útil para subestações de trabalho e outras fontes de tensão aumentada.

A história do desenvolvimento de dispositivos de medição

Correia Rogowski

A correia Rogowski é considerada o protótipo do alicate amperímetro. Pela primeira vez tal construção foi descrita em 1887 pelo professor da Universidade de Bristol Chattok. Ele propôs enrolar uma bobina de uma maneira especial em uma haste flexível feita de borracha indiana para que a fem induzida no circuito fosse proporcional à diferença do potencial magnético em suas extremidades. O cientista cobriu o fio da bobina e se dedicou à pesquisa. Por exemplo, Chattok tentou determinar a resistência magnética do ferro, usando a lei de Ampere.

Rogowski e Steijus também estavam interessados ​​no mencionado campo da física. Uma revisão do Die Messung der magnetischen Spannung( 1912) forneceu uma descrição desse potenciômetro magnético, mas sem referência às atividades de Chattok. Não se sabe ao certo se estes dois sabiam que o seu dispositivo é conhecido há um quarto de século. Projeto da bobina de amostra:

1. Uma bobina é colocada ao longo de uma haste flexível.
2. Seu final é enrolado e a cada volta se aproxima do começo. Bobina de Medição

O design simples oferece uma série de vantagens: o

1. evita a influência do dispositivo no resultado das medições;
2. , ao contrário dos carrapatos modernos em núcleos magnéticos, não tem o fenômeno da saturação magnética, torna-se possível medir correntes de qualquer magnitude;
3. , devido à causa anterior, a calibração é simplificada: a dependência é linear e facilmente aproximada em todo o intervalo;
4. simplesmente altera a sensibilidade do dispositivo, o que o torna adequado para resolver vários problemas;A esteira Rogowski
5. torna-se um receptor de corrente de impulso ideal( pequena inércia), é usado na tecnologia digital, adequado para estimar valores de processos transitórios, onde os transformadores de medição típicos fluem: controle de corrente

• de estações de solda de precisão e máquinas de solda;Medição de corrente de plasma de laboratório
• ;Parâmetros do arco
• em fornos de fundição;Dispositivos
• para controle automático de parâmetros de circuitos elétricos;Avaliação
• de correntes de partida railgun;Simulação
• do modo de curto-circuito em engenharia elétrica( veja relação de transformação);O
• devido à correia de Rogowski livre de inércia é aceitável para a avaliação precisa de formas de onda complexas com componentes harmônicos( correntes de tiristores);
• são usados ​​nas ferrovias para trabalhar com sinais em tempo real;O
• é utilizado para avaliar as correntes induzidas pelo campo magnético nas partes metálicas dos transformadores;
• consistente com os objetivos do processo educacional para ilustrar a lei de Ampere.

O Cinto Rogowski é uma ferramenta ideal para estudar circuitos com correntes anteriormente desconhecidas. Uma vantagem adicional é reconhecida pela facilidade de fabricação, é possível obter uma ferramenta de medição para qualquer estrutura, independentemente de dimensões geométricas pequenas ou grandes. A tensão recebida na saída da correia de Rogowski é passada através de um amplificador operacional para um efeito pronunciado. A corrente resultante controla um interruptor ou um amperímetro digital.

Devido à especificidade da lei de Ampere, o caminho de cobertura de um condutor com bobina de corrente, curvas ou ponteiros diretos de um mestre não é importante. Na pior das hipóteses, isso afetará levemente a precisão, mas o resultado permanecerá, em geral, o mesmo. No entanto, o alicate amperímetro atual é similarmente dito: não há diferença, o condutor está no centro ou na periferia.

Apesar de uma descoberta tão antiga, o uso do cinturão de Rogowski não foi. A primeira patente nesta área é o austríaco, após o nome de Werner, número 191015( 1957), que descreve a possibilidade de estudar a densidade do fluxo magnético usando uma agulha de aço. Um tipo similar de dispositivo é considerado em US2644135 A, declarado em 20 de março de 1950.E é impossível encontrar uma patente para o cinturão de Rogowski. Aparentemente, o dispositivo não é declarado ao bureau.

Mas o cinturão de Rogowski mostra uma falha tangível, um pensamento inventivo deve seguir em frente. Isso implica a necessidade de fechamento apertado das extremidades da bobina. Caso contrário, o contorno não pode ser considerado como satisfazendo as condições para a aplicabilidade da lei de Ampere. A homogeneidade do contorno também é importante: o número de voltas reversas é assumido como constante por unidade de comprimento, mesmo no estado curvado. O que nem sempre é conveniente do ponto de vista tecnológico. A complexidade é resolvida com um alicate de grampo atual.

A freqüência torna-se a segunda limitação da cintura de Rogowski. O limite inferior é de 0,1 Hz e o superior não está bem. As medições em ultra-som são bastante toleráveis ​​até 1 MHz. E então você precisa aplicar a integração em um resistor de baixa resistência usando seu próprio circuito de indutância. O processo difere do descrito acima( a corrente já é medida, não o EMF).Este princípio estende a aplicabilidade da correia Rogowski a 100 MHz. Medidor de pinça

Em um alicate amperimétrico, é utilizado um núcleo ferromagnético. A flexibilidade está ausente, presume-se que forneça um mecanismo para abrir o circuito. Usando uma caneta especial, pressionando-a, o mestre cobre o fio com corrente. A primeira dessas construções é encontrada na patente US1924039 A, de 7 de dezembro de 1932.William Hockley da Crompton Parkinson Ltd.escreve sobre sua própria invenção:

1. O núcleo magnético é quebrado em dois lugares: na curva e no ponto de desconexão para cobrir o circuito em estudo.
2. A ferramenta contém os componentes dos modernos alicates amperímetros. Até mesmo a forma do case é semelhante: retangular com um botão lateral para abrir o circuito magnético acionado por mola.
3. Diversos limites de medição são distinguidos e cada um usa seu próprio sensor tipo móvel removível. Assim, a universalidade do dispositivo é reivindicada.
4. Uma bobina de medição está enrolada no lado de trás do núcleo. O indicador se torna um amperímetro comum.

A patente reivindica o primeiro( no mundo) uso de um núcleo móvel, pedindo a conclusão de que existem atuais alicates amperímetros em sua forma original. Em seguida, repete as idéias, isso está acontecendo na patente US2494206 A, declarada em 23 de abril de 1946.No entanto, no último caso, há um esclarecimento de que a força DC é medida mudando seu campo pela permeabilidade do circuito magnético. De fato, é algo novo.

Na patente US1924039 A, a fala era sobre corrente contínua, mas o método proposto para estimação de parâmetros não foi especificado. Como é sabido, apenas um fluxo magnético variável induz um fem no circuito, não podendo ser usado neste caso.

O fenômeno do viés de corrente contínua é conhecido na tecnologia desde 1921, graças à patente US1640881 A. O pedido foi revisado por seis anos antes de ser aceito em 1927.Isso significa que os especialistas da agência não consideraram a invenção aplicada em escala industrial ou não perceberam novidade. De fato, o magnetismo para ajustar a velocidade dos motores assíncronos não é amplamente usado ainda hoje, e os primeiros dispositivos para gravação de som usando esse efeito só apareceram durante a Segunda Guerra Mundial. A patente US2494206 A é considerada uma ideia separada, projetada para resolver as dificuldades que foram perdidas em versões anteriores de pinças de medição de corrente( a capacidade de medir correntes com uma frequência de 0,1 Hz).

Em outros casos, para medir a corrente contínua, a bobina sensível é girada em uma freqüência conhecida. Então o fluxo magnético está mudando constantemente, é possível calcular o valor desejado. A velocidade de rotação é estabilizada, por exemplo, usando um oscilador de quartzo.Às vezes o movimento da bobina é translacional. Tais dispositivos de vibração para medir a corrente contínua foram primeiramente descritos por Groshkovsky em 1937.O movimento de translação foi realizado usando uma roda excêntrica. Hoje, construções em piezoelementos são conhecidas, onde a energia elétrica é convertida em oscilações mecânicas. Devido a isso, é possível atingir velocidades de dezenas de kHz, o que aumenta bastante a resposta da EMF no circuito, o que significa que as medições são simplificadas. Fórmula

Estruturas piezelétricas implementadas de forma prática contêm uma bobina em miniatura de 10 voltas de fio com um comprimento de 30 e uma largura de 0,8 mícron. Com uma frequência de 2 kHz, o sensor fornece uma sensibilidade de 18 µV / 100 µT.A técnica da bobina inserida no campo é amplamente encontrada. Neste último caso, o resultado é calculado usando a fórmula mostrada na figura. Por V significa-se o EMF tirado do circuito, A é uma certa constante, n é o número de voltas no circuito, e a diferença entre parênteses caracteriza a taxa de mudança do campo magnético. A partir disso, fica claro que a patente original US2494206 A não é considerada a pior solução para medir os parâmetros de um campo magnético constante com um alicate amperímetro. Medidores de Amperagem de Corrente

em Engenharia Elétrica Moderna

Bobinas sensoriais com uma abertura de ar apresentam baixa sensibilidade por razões óbvias: a intensidade de campo é aproximadamente igual à indução. Isso causa uma pequena resposta na forma de EMF.Ao projetar aplicações em miniatura, é mais vantajoso usar um núcleo ferromagnético, que multiplica o valor de indução muitas vezes. Materiais modernos têm um coeficiente de permeabilidade de centenas de milhares de unidades, segundo as quais há um aumento na resposta na forma de EMF.Os sensores de ar são lineares. Mesmo o melhor ferromagneto fornece distorções dependendo da frequência, temperatura, densidade do fluxo magnético, etc.

O efeito Barkhausen faz com que o sinal do núcleo seja gradual. Este é um defeito insuperável hoje, chamado ruído de quantização. Muitas vezes, por essa razão, o grampo de corrente não pode ser considerado uma ferramenta ideal para medir correntes. Embora sejam adequados para avaliar os processos que ocorrem na cadeia. Por exemplo, é fácil detectar a corrente de partida do motor elétrico, embora, devido à inércia do indicador, a experiência tenha que ser feita várias vezes.

As últimas modificações combinam seu próprio papel com o testador usual. Favoravelmente diferem na capacidade de medir altas correntes sem a necessidade de tocar na rede, mas sofrem um grande erro. Aqui é necessário fazer uma reserva que para a extensão das três entradas funcionais são adicionadas que são padrão para multímetros:

1. Comum - comum( terra, menos).
2. V - para medir tensões e resistências.
3. Ext - conexão de uma fonte externa para avaliar a resistência de isolamento de circuitos elétricos.

Existem variações conhecidas que estimam a temperatura usando uma sonda especial com um sensor.É fácil tocar o diodo. Propõe-se escolher o dispositivo no balcão, com base na relação entre preço e qualidade.É necessário inspecionar o alicate amperímetro antes da compra para erros. Muitos, ao encurtar os contatos, fornecem leituras de tensão não nulas. Isso é inconveniente em um sentido prático, especialmente para circuitos de baixa tensão. A fonte de energia é a habitual Crohn, como na maioria dos testadores. A este respeito, o alicate não oferece quaisquer vantagens ou desvantagens.