Măsurați clema

Cleme Meter - un dispozitiv pentru măsurarea fără contact a curentului oricărui circuit fără a fi nevoie să se rupă, așa cum se întâmplă cu un ampermetru obișnuit. Această soluție tehnică asigură siguranța personalului de service. Este deosebit de util pentru stațiile de lucru și alte surse de tensiune mărită.

Istoria dezvoltării dispozitivelor de măsurare

Centura Rogowski

Centura Rogowski este considerată prototipul dispozitivului de măsurare a clemei. Pentru prima dată, o astfel de construcție a fost descrisă în 1887 de profesorul Universității din Bristol Chattok. El a propus să înfășoare o bobină într-un mod special pe o bară flexibilă din cauciuc indian, astfel încât emf-ul indus în circuit să fie proporțional cu diferența dintre potențialul magnetic la capete. Omul de știință a acoperit bobina de sârmă și sa angajat în cercetare. De exemplu, Chattok a încercat să determine rezistența magnetică a fierului, folosind legea lui Ampere.

Rogowski și Steijus au fost, de asemenea, interesați de domeniul fizicii menționat. O revizuire a Die Messung der magnetischen Spannung( 1912) a oferit o descriere a acestui potențiometru magnetic, dar fără referire la activitățile lui Chattok. Nu se știe cu certitudine dacă acești doi știu că dispozitivul lor a fost cunoscut timp de un sfert de secol. Proba tip bobină:

1. O bobină este așezată de-a lungul unei tije flexibile.
2. Sfârșitul său este înfășurat în jurul și cu fiecare viraj se apropie de început.

Designul simplu oferă o serie de avantaje:

1. evită influența dispozitivului asupra rezultatului măsurătorilor;
2. , spre deosebire de căpușele moderne pe miezurile magnetice, nu are fenomenul de saturație magnetică, devine posibilă măsurarea curenților de orice magnitudine;
3. , din cauza cauzei anterioare, etalonarea este simplificată: dependența este liniară și ușor de aproximat pe întreaga gamă;
4. modifică pur și simplu sensibilitatea dispozitivului, ceea ce îl face potrivit pentru rezolvarea diferitelor probleme;Centura
5. Rogowski devine un receptor ideal pentru impulsuri( inertie mica), este utilizata in tehnologia digitala, potrivita pentru estimarea proceselor tranzitorii, in care fluxurile tipice de transformare de masurare: controlul curent

• al statiilor de lipit de precizie si al masinilor de sudura;Măsurarea curentului plasmatic de laborator
• ;Parametrii arcului
• în cuptoarele de topire;Dispozitive
• pentru control automat al parametrilor circuitului electric;Evaluarea
• a curenților de pornire ai căii ferate;
• simulare a modului de scurtcircuit în inginerie electrică( vezi raportul de transformare);
• datorită centurii Rogowski fără inerție este acceptabilă pentru evaluarea precisă a formelor de undă complexe cu componente armonice( curenți de tiristor);
• sunt utilizate pe căile ferate pentru a lucra cu semnale în timp real;
• sunt utilizate pentru a evalua curenții indus de câmpul magnetic în părțile metalice ale transformatoarelor;
• în concordanță cu obiectivele procesului educațional pentru a ilustra legea lui Ampere.

Centura Rogowski este un instrument ideal pentru studierea circuitelor cu curenți necunoscuți anterior. Un avantaj suplimentar este recunoscut prin ușurința de fabricație, fiind posibilă obținerea unui instrument de măsurare pentru orice structură, indiferent de dimensiunile geometrice mici sau mari. Tensiunea primită la ieșirea centurii Rogowski este trecută printr-un amplificator operațional pentru un efect pronunțat. Conducta rezultată controlează un comutator sau un ampermetru digital.

Datorită specificului legii lui Ampere, calea de acoperire a unui conductor cu o bobină curentă, curbe sau mâinile directe ale unui maestru nu este importantă.În cel mai rău caz, acest lucru va afecta ușor precizia, dar rezultatul va rămâne în general același. Cu toate acestea, contorul de curent este în mod similar menționat: nu există nicio diferență, conductorul se află în centru sau pe periferie.

În ciuda unei astfel de descoperiri îndelungate, utilizarea centurii Rogowski nu a fost. Primul brevet în acest domeniu este austriac, după numele lui Werner, numărul 191015( 1957), care descrie posibilitatea de a studia densitatea fluxului magnetic folosind un ac din oțel. Un tip similar de dispozitiv este considerat în US2644135 A, declarat 20 martie 1950.Și este imposibil să găsești un brevet pentru centura Rogowski. Aparent, dispozitivul nu este declarat la birou.

Dar centura Rogowski prezintă un defect concret, un gând inventiv trebuie să meargă mai departe. Aceasta implică necesitatea închiderii strânse a capetelor bobinei.În caz contrar, conturul nu poate fi considerat ca îndeplinind condițiile pentru aplicabilitatea legii Ampere. Omogenitatea conturului este, de asemenea, importantă: numărul de răsturnări inverse se presupune a fi constant pe unitatea de lungime, chiar și în starea îndoită.Ceea ce nu este întotdeauna convenabil din punct de vedere tehnologic. Complexitatea este rezolvată cu clești de prindere curenți.

Frecvența devine a doua limitare a centurii Rogowski. Limita inferioară este de 0,1 Hz, iar partea superioară nu este în regulă.Măsurătorile efectuate pe ultrasunete sunt destul de tolerabile până la 1 MHz. Apoi trebuie să aplicați integrarea pe un rezistor cu rezistență scăzută utilizând propriul circuit de inductanță.Procesul diferă de cel descris mai sus( curentul este deja măsurat, nu EMF).Acest principiu extinde aplicabilitatea centurii Rogowski la 100 MHz. Masina de prindere

Într-un contor de cleme se utilizează un miez feromagnetic. Flexibilitatea lipsește, se presupune că există un mecanism pentru deschiderea circuitului. Utilizând un stilou special, apăsându-l, maestrul acoperă firul cu curent. Prima astfel de construcție se găsește în brevetul US1924039 A, depus la 7 decembrie 1932.William Hockley de la Crompton Parkinson Ltd.scrie despre propria lui invenție:

1. Miezul magnetic este rupt în două locuri: la cot și la punctul de deconectare pentru a acoperi circuitul studiat.
2. Instrumentul conține părțile componente ale contoarelor moderne de strângere. Chiar și forma carcasei este similară: dreptunghiulară cu un buton lateral pentru deschiderea circuitului magnetic cu arc.
3. Se disting un număr de limite de măsurare și fiecare utilizează propriul senzor detașabil mobil. Astfel, este revendicată universalitatea dispozitivului.
4. O bobină de măsurare este înfășurată pe partea din spate a miezului. Indicatorul devine un ammeter obișnuit.

Brevetul pretinde prima utilizare în lume a unui miez mobil, cerând concluzia că există contoare de curent în forma lor originală.Apoi repetă ideile, acest lucru se întâmplă în brevetul US2494206 A, declarat 23 aprilie 1946.Cu toate acestea, în cel de-al doilea caz, există o clarificare că forța DC este măsurată prin schimbarea câmpului prin permeabilitatea circuitului magnetic.Într-adevăr, este ceva nou.

În brevetul US1924039 A, discuția se referea la curentul direct, însă metoda specificată pentru estimarea parametrilor nu a fost specificată.După cum se știe, numai un flux magnetic variabil induce un emf în circuit, nu poate fi utilizat în acest caz.

Fenomenul de tendință directă a curentului a fost cunoscut în tehnologie încă din 1921, datorită brevetului US1640881 A. Cererea a fost revizuită timp de șase ani înainte de a fi acceptată în 1927.Aceasta înseamnă că specialiștii Biroului nu au considerat că invenția a fost aplicată la scară industrială sau nu a perceput noutatea.Într-adevăr, magnetismul pentru reglarea vitezei motoarelor asincrone nu este utilizat pe scară largă chiar și astăzi, iar primele aparate pentru înregistrarea sunetului folosind acest efect au apărut numai în timpul celui de-al doilea război mondial. Brevetul US2494206 A este considerat o idee separată, concepută pentru a rezolva dificultățile întâmpinate în versiunile anterioare ale contoarelor curente( abilitatea de a măsura curenții cu o frecvență de 0,1 Hz).

În alte cazuri, pentru a măsura curentul direct, bobina sensibilă este rotită la o frecvență cunoscută.Apoi, fluxul magnetic se schimbă în mod constant, este posibilă calcularea valorii dorite. Viteza de rotație este stabilizată, de exemplu, cu ajutorul unui oscilator cuarț.Uneori mișcarea bobinei este translatoare. Astfel de dispozitive de vibrație pentru măsurarea curentului direct au fost descrise pentru prima dată de Groshkovsky în 1937.Mișcarea de translație a fost efectuată folosind o roată excentrică.Astăzi sunt cunoscute construcțiile pe piezoelemente, unde energia electrică este transformată în oscilații mecanice. Datorită acestui fapt, este posibil să se obțină viteze de zeci de kHz, ceea ce mărește considerabil răspunsul EMF în circuit, ceea ce înseamnă că măsurătorile sunt simplificate. Formula

Structurile piezoelectrice implementate în practică conțin o bobină cu miniatură de 10 fire, cu o lungime de 30 și o lățime de 0,8 microni. Cu o frecvență de 2 kHz, senzorul oferă o sensibilitate de 18 μV / 100 μT.Tehnica bobinei introduse în câmp este întâlnită pe scară largă.În acest din urmă caz, rezultatul se calculează folosind formula prezentată în figură.Prin V se înțelege EMF luat din circuit, A este o anumită constantă, n este numărul de ture în circuit, iar diferența în paranteze caracterizează viteza de schimbare a câmpului magnetic. Din aceasta, este clar că brevetul original US2494206 A nu este considerat cea mai gravă soluție pentru măsurarea parametrilor unui câmp magnetic constant cu un contor de cleme.

Contoare de curent de curent în inginerie electrică modernă

Bobinele senzoriale cu un spațiu de aer prezintă o sensibilitate scăzută din motive evidente: intensitatea câmpului este aproximativ egală cu cea a inducției. Acest lucru cauzează un răspuns mic sub formă de EMF.La proiectarea aplicațiilor miniatură, este mai avantajos să se folosească un miez feromagnetic, care multiplică de multe ori valoarea de inducție. Materialele moderne au un coeficient de permeabilitate de sute de mii de unități, conform căruia există o creștere a răspunsului sub formă de EMF.Senzorii de aer sunt liniari. Chiar și cel mai bun feromagnet dă distorsiuni în funcție de frecvență, temperatură, densitatea fluxului magnetic etc.

Efectul Barkhausen face semnalul miezului treptat. Acesta este un defect astăzi, de neegalat, numit zgomot de cuantificare. De multe ori, din acest motiv, clema curentă nu poate fi considerată un instrument ideal pentru măsurarea curenților. Deși sunt potrivite pentru evaluarea proceselor care apar în lanț.De exemplu, este ușor să se detecteze curentul de pornire al motorului electric, deși din cauza inerției indicatorului, experiența va trebui să se facă de mai multe ori.

Cele mai recente modificări combină rolul propriu cu testerul obișnuit. Există diferențe în ceea ce privește abilitatea de a măsura curenții înalți fără a fi nevoie să atingă rețeaua, dar suferă o eroare mare. Aici este necesar să se facă o rezervare care, pentru extinderea celor trei intrări funcționale, este adăugată standard pentru multimetre:

1. Common - common( ground, minus).
2. V - pentru măsurarea tensiunilor și a rezistențelor.
3. Ext - conectarea unei surse externe pentru a evalua rezistența izolației circuitelor electrice.

Există variații cunoscute care estimează temperatura folosind o sondă specială cu un senzor. Este ușor să sune dioda. Se propune alegerea dispozitivului pe tejghea, pe baza raportului dintre preț și calitate. Este necesar să verificați contorul de cleme înainte de cumpărare pentru erori. Mulți, atunci când scurtează contactele, dau citiri de tensiune diferite de zero. Acest lucru este incomod în sensul practic, în special pentru circuitele de joasă tensiune. Sursa de alimentare este obișnuitul Crohn, ca și în majoritatea testerelor.În acest sens, dispozitivul de prindere nu oferă niciun avantaj sau dezavantaj.