Upínací meter

Clamp Meter - zariadenie na bezkontaktné meranie prúdu akéhokoľvek obvodu bez potreby prerušenia, ako sa to stalo s obyčajným ampérom. Toto technické riešenie zabezpečuje bezpečnosť personálu servisu. Zvlášť vhodné pre pracovné stanice a iné zdroje zvýšeného napätia.

História vývoja meracích prístrojov

Rogowski pás

Rogowski pás je považovaný za prototyp klieští meter. Po prvýkrát bola táto stavba popísaná v roku 1887 profesorom Univerzity v Bristole Chattok. Navrhol špeciálne navinúť cievku na ohybnú tyč vyrobenú z indickej gumy, aby indukovaná emf v obvode bola úmerná rozdielu magnetického potenciálu na jeho koncoch. Vedec pokryl drôtovú cievku a zaoberal sa výskumom. Napríklad Chattok sa pokúsil určiť magnetický odpor železa, používajúc zákon Ampere.

Rogowski a Steijus sa zaujímali aj o spomenutú oblasť fyziky. Preskúmanie Die Messung der magnetischen Spannung( 1912) poskytlo popis tohto magnetického potenciometra, ale bez odkazu na činnosti Chattoku. Nie je isté, či títo dva vedia, že ich pomôcka je známa už štvrť storočia. Vzorka cievky vzorky:

1. Cievka sa položí pozdĺž ohybnej tyče.
2. Jeho koniec je zabalený okolo seba a pri každej otáčke sa blíži začiatok.

Jednoduchá konštrukcia prináša rad výhod:

1. zabraňuje vplyvu zariadenia na výsledok meraní;
2. , na rozdiel od moderných klieští na magnetických jadrách, nemá fenomén magnetickej saturácie, je možné merať prúdy ľubovoľnej veľkosti;
3. , kvôli predchádzajúcej príčine, je zjednodušená kalibrácia: závislosť je lineárna a ľahko sa aproximuje v celom rozsahu;
4. jednoducho mení citlivosť zariadenia, čo ho robí vhodným na riešenie rôznych problémov;Pás
5. Rogowski sa stáva ideálnym prijímačom impulzného prúdu( malou zotrvačnosťou), ktorý sa používa v digitálnej technológii a je vhodný na odhad prechodových procesov, pri ktorých prechádzajú bežné meracie transformátory:

• prúdové riadenie precíznych spájkovacích staníc a zváracích strojov;
• laboratórne plazmové meranie prúdu;Parametre oblúka
• v taviacich peciach;Zariadenia
• na automatické riadenie parametrov elektrického obvodu;
• hodnotenie štartovacích prúdov železnice;
• simulácia režimu skratu v elektrotechnike( pozri transformačný pomer);
• z dôvodu pása Rogowski bez zotrvačnosti je prijateľný pre presné vyhodnotenie zložitých priebehov s harmonickými zložkami( tyristorové prúdy);
• sa používajú na železniciach na prácu so signálmi v reálnom čase;
• sa používajú na vyhodnotenie prúdov indukovaných magnetickým poľom v kovových častiach transformátorov;
• v súlade s cieľmi vzdelávacieho procesu, aby ilustrovali Ampere zákon.

Rogowski pás je ideálny nástroj pre štúdium obvodov s predtým neznámych prúdov.Ďalšou výhodou je rozpoznanie jednoduchosti výroby, je možné získať merací nástroj pre akékoľvek konštrukcie bez ohľadu na malé alebo veľké geometrické rozmery. Napätie prijaté na výstupe pásu Rogowski prechádza operačným zosilňovačom s výrazným účinkom. Výsledný prúd ovláda prepínač alebo digitálny ampérmetr.

Vzhľadom na špecifickosť Ampereho zákona nie je dôležitá dráha pokrytia vodiča s prúdovou cievkou, krivkami alebo priamymi rukami pána. V najhoršom prípade to mierne ovplyvní presnosť, ale výsledok zostane vo veľkej miere rovnaký.Avšak súčasný kliešťový merač je rovnako povedaný: nie je žiadny rozdiel, vodič je v strede alebo na obvode.

Napriek takémuto dlhotrvajúcim objavom nebolo používanie pásu Rogowski. Prvým patentom v tejto oblasti je rakúska, pod menom Werner, číslo 191015( 1957), ktorý opisuje možnosť skúmať hustotu magnetického toku pomocou oceľovej ihly. Podobný typ zariadenia je uvedený v US2644135 A, vyhlásenej 20. marca 1950.A nie je možné nájsť patent na pás Rogowski. Zdá sa, že zariadenie nie je deklarované úradu.

Ale pásek Rogowski vykazuje hmatateľnú chybu, myšlienka nápadu musí pokračovať.Znamená to potrebu tesného uzavretia koncov cievky. V opačnom prípade sa obrys nemôže považovať za vyhovujúci podmienkam uplatniteľnosti Ampereho zákona. Homogénnosť obrysu je tiež dôležitá: počet obrátených závitov sa považuje za konštantný na jednotku dĺžky, dokonca aj v ohnutom stave.Čo nie je vždy výhodné z technologického hľadiska. Zložitosť sa rieši súčasnými kliešťami.

Frekvencia sa stáva druhým obmedzením pásu Rogowski. Dolná hranica je 0,1 Hz a horná časť nie je správna. Merania ultrazvuku sú celkom prípustné až do 1 MHz. A potom musíte použiť integráciu na rezistor s nízkym odporom pomocou vlastného indukčného obvodu. Proces sa líši od vyššie popísaného postupu( prúd je už meraný, nie EMF).Táto zásada rozširuje použiteľnosť pásu Rogowski na 100 MHz.

Upínací prístroj

V merači zvierky sa používa feromagnetické jadro. Flexibilita chýba, predpokladá sa, že sa vytvorí mechanizmus na otvorenie obvodu. Použitím špeciálneho pera stlačením tlačidla Master kryje drôt s prúdom. Prvá takáto konštrukcia sa nachádza v patente US 1924039 A, podanej 7. decembra 1932.William Hockley z firmy Crompton Parkinson Ltd.píše o svojom vlastnom vynáleze:

1. Magnetické jadro je rozbité na dvoch miestach: na ohybe a bode odpojenia, ktoré pokrývajú študovaný okruh.
2. Nástroj obsahuje súčasti moderných svoriek. Aj tvar skrine je podobný: obdĺžnikový s bočným gombíkom na otvorenie pružinového magnetického obvodu.
3. Rozlišuje sa niekoľko meracích limitov a každý používa vlastný snímateľný snímač pohyblivého typu. Preto je nárokovaná univerzálnosť zariadenia.
4. Meracia cievka je navinutá na zadnej strane jadra. Indikátor sa stáva bežným ampérom.

Patent požaduje prvé( na svete) používanie pohyblivého jadra, ktoré požaduje záver, že existujú aktuálne svorky v pôvodnej podobe. Potom zopakuje myšlienky, to sa deje v patente US2494206 A, deklarovanom 23. apríla 1946.Avšak v druhom prípade je objasnenie, že sila DC sa meria zmenou jej poľa priepustnosťou magnetického obvodu. Je to skutočne niečo nové.

V patente US 1924039 A sa hovorilo o jednosmernom prúde, ale metóda navrhnutá na odhad parametrov nebola špecifikovaná.Ako je známe, iba premenlivý magnetický tok indukuje emf v okruhu, v tomto prípade sa nemôže použiť.

Fenomén priameho prúdu je známy v technológii od roku 1921 vďaka patentu US1640881 A. Žiadosť bola preskúmaná šesť rokov pred jej prijatím v roku 1927.To znamená, že špecialisti úradu nepovažovali vynález za uplatnený v priemyselnom meradle alebo nevnímali novosť.Magnetizmus na nastavenie rýchlosti asynchrónnych motorov sa dnes ani dnes nepoužíva a prvé zariadenia na nahrávanie zvuku s týmto účinkom sa objavili až počas druhej svetovej vojny. Patent US2494206 A sa považuje za samostatnú myšlienku určenú na vyriešenie ťažkostí, ktoré boli vynechané v predchádzajúcich verziách klieští na meranie prúdu( schopnosť merať prúdy s frekvenciou 0,1 Hz).

V ostatných prípadoch, na meranie jednosmerného prúdu, sa citlivá cievka otáča so známymi frekvenciami. Potom sa magnetický tok neustále mení, je možné vypočítať požadovanú hodnotu. Rýchlosť otáčania sa stabilizuje napríklad pomocou kremenného oscilátora. Niekedy je pohyb cievky translačný.Také vibračné zariadenia na meranie jednosmerného prúdu prvýkrát popísal Groškovskij v roku 1937.Translačný pohyb bol vykonaný pomocou excentrického kolesa. Dnes sú známe konštrukcie na piezoelementoch, kde sa elektrická energia mení na mechanické oscilácie. Z tohto dôvodu je možné dosiahnuť rýchlosti desiatok kHz, čo značne zvyšuje odozvu EMF v obvode, čo znamená, že merania sú zjednodušené.

Prakticky realizované piezoelektrické štruktúry obsahujú miniatúrnu cievku s 10 závitmi drôtu s dĺžkou 30 a šírkou 0,8 mikrónov. S frekvenciou 2 kHz poskytuje snímač citlivosť 18 μV / 100 μT.Technika cievky zasunutej do poľa je veľmi rozšírená.V druhom prípade sa výsledok vypočíta pomocou vzorca znázorneného na obrázku. Pod V sa rozumie EMF odobratý z obvodu, A je určitá konštanta, n je počet závitov v obvode a rozdiel v zátvorkách charakterizuje rýchlosť zmeny magnetického poľa. Z tohto je zrejmé, že pôvodný patent US2494206 A sa nepovažuje za najhoršie riešenie na meranie parametrov konštantného magnetického poľa s kliešťovým meračom.

Súčasné upínacie merače v modernej elektrotechnike

Senzorové cievky s vzduchovou medzerou vykazujú nízku citlivosť zo zrejmých dôvodov: intenzita poľa je približne rovnaká ako indukcia. To spôsobuje malú odpoveď vo forme EMF.Pri navrhovaní miniatúrnych aplikácií je výhodnejšie použiť feromagnetické jadro, ktoré mnohonásobne znásobuje indukčnú hodnotu. Moderné materiály majú koeficient priepustnosti stoviek tisíc jednotiek, podľa ktorých dochádza k nárastu odozvy vo forme EMF.Snímače vzduchu sú lineárne. Dokonca aj najlepší feromagnet má skreslenie v závislosti od frekvencie, teploty, hustoty magnetického toku atď.

Barkhausenov efekt robí signál jadra postupne. Jedná sa dnes o neprekonateľnú chybu, nazývanú kvantovací šum.Často z tohto dôvodu sa prúdová svorka nemôže považovať za ideálny nástroj na meranie prúdov. Hoci sú vhodné na posúdenie procesov, ktoré sa vyskytujú v reťazci. Napríklad, je ľahké zistiť štartovací prúd elektromotora, hoci kvôli zotrvačnosti indikátora sa skúsenosť bude musieť vykonať niekoľkokrát.

Najnovšie modifikácie kombinujú svoju vlastnú úlohu s bežným testerom. Priaznivo sa líšia v schopnosti merať vysoké prúdy bez toho, aby sa museli dotýkať siete, ale trpia veľkou chybou. Tu je potrebné urobiť rezerváciu, ktorá sa rozšíri o funkčné tri vstupy, ktoré sú štandardné pre multimetre:

1. Common - common( ground, minus).
2. V - na meranie napätia a odporu.
3. Ext - pripojenie externého zdroja na posúdenie izolačného odporu elektrických obvodov.

Existujú známe varianty, ktoré odhadujú teplotu pomocou špeciálnej sondy so snímačom. Je jednoduché zazvoniť diódu. Navrhuje sa vybrať zariadenie na pulte na základe pomeru ceny a kvality. Pred zakúpením chyby je potrebné skontrolovať merací prístroj. Mnohé, keď skratujú kontakty, poskytujú nenulové hodnoty napätia. To je v praktickom zmysle nepohodlné, najmä pre nízkonapäťové obvody. Zdrojom energie je zvyčajne Crohn, ako u väčšiny testerov. V tomto ohľade neposkytuje klieští žiadne výhody alebo nevýhody.