Merilnik objemk

Clamp Meter - naprava za brezkontaktno merjenje toka katerega koli tokokroga brez prekinitve, kot se dogaja z običajnim ampermetrom. Ta tehnična rešitev zagotavlja varnost servisnega osebja.Še posebej uporabno za delovne postaje in druge vire povečane napetosti.

Zgodovina razvoja merilnih naprav

Rogowski pas

Rogowski trak je prototip merilnika. Prvič je tako gradnjo leta 1887 opisal profesor Univerze v Bristolu Chattok. Predlagal je, da se tuljava na poseben način navije na fleksibilno palico iz indijske gume, tako da bi bila inducirana emf v vezju sorazmerna z razliko magnetnega potenciala na njegovih koncih. Znanstvenik je prekrival žično tuljavo in se ukvarjal z raziskavami. Na primer, Chattok je poskušal določiti magnetno upornost železa z uporabo zakona Ampere.

Rogowski in Steijus sta se zanimala tudi za omenjeno fizikalno področje. V pregledu Die Messung der magnetischen Spannung( 1912) je bil opisan ta magnetni potenciometer, vendar ne glede na dejavnosti Chattoka. Ni znano, ali sta ta dva vedela, da je bila njihova naprava znana že četrt stoletja. Izvedba vzorčne tuljave:

1. Tuljava je položena vzdolž prožne palice.
2. Njegov konec je ovit okrog in se z vsakim zavojem približuje začetku.

Enostavna zasnova omogoča številne prednosti:

1. preprečuje vpliv naprave na rezultat meritev;
2. , za razliko od sodobnih klopov na magnetnih jedrih, nima pojava magnetnega nasičenja, zato je mogoče izmeriti tokove katere koli velikosti;
3. , zaradi prejšnjega vzroka, je kalibracija poenostavljena: odvisnost je linearna in se lahko v celotnem območju enostavno približa;
4. preprosto spremeni občutljivost naprave, zaradi česar je primeren za reševanje različnih problemov;Pas
5. Rogowski postane idealen sprejemnik impulznega toka( majhna vztrajnost), ki se uporablja v digitalni tehnologiji, primerni za ocenjevanje prehodnih procesov, kjer se pretakajo tipični merilni transformatorji:

• tokovno krmiljenje preciznih spajkalnih postaj in varilnih strojev;
• laboratorijsko merjenje plazemskega toka;Parametri loka
• v talilnih pečeh;
• naprave za avtomatsko krmiljenje parametrov električnih vezij;
• vrednotenje zagonskih tokov v traku;
• simulacija kratkostičnega načina v elektrotehniki( glej transformacijsko razmerje);
• zaradi pasu Rogowskega brez vztrajnosti je sprejemljiv za natančno vrednotenje kompleksnih valovnih oblik s harmonskimi komponentami( tiristorski tokovi);
• se uporabljajo na železnicah za delo s signali v realnem času;
• se uporabljajo za vrednotenje tokov, ki jih inducira magnetno polje v kovinskih delih transformatorjev;
• je skladen s cilji izobraževalnega procesa, da ponazori zakon Ampere.

Rogowski pas je idealno orodje za preučevanje vezij s predhodno neznanimi tokovi. Dodatna prednost je priznana z enostavnostjo izdelave, možno je pridobiti merilno orodje za vse strukture, ne glede na majhne ali velike geometrijske dimenzije. Napetost, ki jo prejmemo na izhodu Rogowskega pasu, preide skozi operacijski ojačevalnik za izrazit učinek. Nastali tok nadzoruje stikalo ali digitalni ampermeter.

Zaradi specifičnosti Amperovega zakona ni pomembna pot pokritosti vodnika s tokovno tuljavo, krivuljami ali neposrednimi rokami mojstra. V najslabšem primeru bo to nekoliko vplivalo na točnost, vendar bo rezultat ostala enaka. Podobno velja tudi za trenutni merilec objemk: ni razlike, vodnik je v sredini ali na obodu.

Kljub tako dolgoletnemu odkritju uporaba Rogowskega pasu ni bila. Prvi patent na tem področju je avstrijski, po imenu Wernerja, številka 191015( 1957), ki opisuje možnost proučevanja gostote magnetnega toka z uporabo jeklene igle. Podobna vrsta naprave je obravnavana v US2644135 A, razglašeni 20. marca 1950.In nemogoče je najti patent za pas Rogowski. Očitno naprava ni bila prijavljena uradu.

Toda Rogowski pas kaže oprijemljivo napako, inventivna misel mora nadaljevati. To pomeni potrebo po tesnem zapiranju koncev tuljave. V nasprotnem primeru se ne more šteti, da kontura izpolnjuje pogoje uporabe zakona Ampere. Pomembna je tudi homogenost konture: število obratnih obratov je konstantno na enoto dolžine, celo v ukrivljenem stanju. Kaj ni vedno priročno s tehnološkega vidika. Kompleksnost je rešena s kleščami.

Frekvenca postane druga omejitev Rogowskega pasu. Spodnja meja je 0,1 Hz, zgornja pa ni v redu. Meritve na ultrazvoku so zelo sprejemljive do 1 MHz. In potem morate uporabiti integracijo na uporu z nizko upornostjo z uporabo lastnega induktivnega vezja. Postopek se razlikuje od zgoraj opisanega( tok je že izmerjen, ne EMF).To načelo razširja uporabo pasu Rogowski na 100 MHz.

merilnik objemk

V merilniku sponk se uporablja feromagnetno jedro. Fleksibilnost ni, predvideva se, da zagotavlja mehanizem za odpiranje tokokroga. S posebnim peresom, ki ga pritisnete, poveljnik pokrije žico s tokom. Prva taka konstrukcija je najdena v patentu US1924039 A, vloženi 7. decembra 1932.William Hockley iz Crompton Parkinson Ltd.piše o svojem izumu:

1. Magnetno jedro je razdeljeno na dva mesta: pri ovinku in na točki odklopa, da pokrijejo vezje, ki se preučuje.
2. Orodje vsebuje sestavne dele sodobnih merilnih sponk. Tudi oblika ohišja je podobna: pravokotna s stranskim gumbom za odpiranje vzmetnega magnetnega vezja.
3. Razlikujejo se številne mejne vrednosti in vsaka uporablja lasten odstranljiv senzor premičnega tipa. Tako se zahteva univerzalnost naprave.
4. Merilna tuljava je navita na zadnji strani jedra. Indikator postane običajni ampermeter.

Patent zahteva prvo( na svetu) uporabo premičnega jedra, ki zahteva ugotovitev, da so v prvotni obliki prisotni tekoči merilniki. Potem ponovi ideje, to se dogaja v patentu US2494206 A, ki je bil razglašen 23. aprila 1946.V zadnjem primeru pa je pojasnjeno, da se enosmerna sila meri s spreminjanjem njenega polja s prepustnostjo magnetnega kroga. Pravzaprav je nekaj novega. V patentu US1924039 A je govoril o enosmernem toku, vendar metoda, ki je bila predlagana za oceno parametrov, ni bila določena. Kot je znano, samo spremenljiv magnetni tok inducira emf v tokokrogu in ga v tem primeru ni mogoče uporabiti.

Pojav pristranskosti z enosmernim tokom je v tehnologiji znan že od leta 1921, zahvaljujoč patentu US1640881 A. Aplikacija je bila pregledana šest let, preden je bila sprejeta leta 1927.To pomeni, da strokovnjaki urada niso menili, da se izum uporablja v industrijskem merilu ali da ni zaznal novosti. Magnetizem za prilagajanje hitrosti asinhronih motorjev se danes še ne uporablja široko, prve naprave za snemanje zvoka s tem učinkom pa so se pojavile šele med drugo svetovno vojno. Patent US2494206 A velja za ločeno idejo, zasnovano za reševanje težav, ki so bile zamujene v prejšnjih različicah klešč za merjenje toka( sposobnost merjenja tokov s frekvenco 0,1 Hz).

V drugih primerih se za merjenje enosmernega toka občutljiva tuljava zavrti z znano frekvenco. Potem se magnetni tok stalno spreminja, možno je izračunati želeno vrednost. Hitrost vrtenja se stabilizira, na primer z uporabo kvarčnega oscilatorja. Včasih je gibanje tuljave translacijsko. Takšne vibracijske naprave za merjenje enosmernega toka je prvi opisal Groshkovsky leta 1937.Translacijsko gibanje je bilo izvedeno s pomočjo ekscentričnega kolesa. Danes so znane konstrukcije na piezoelementih, kjer se električna energija pretvarja v mehanske nihanja. Zaradi tega je mogoče doseči hitrosti desetih kHz, kar močno poveča odziv EMF v vezju, kar pomeni, da so meritve poenostavljene. Formula

Praktično izvedene piezoelektrične strukture vsebujejo miniaturno tuljavo 10 žic z dolžino 30 in širino 0,8 mikronov. S frekvenco 2 kHz senzor zagotavlja občutljivost 18 µV / 100 µT.Tehnika tuljave, ki je vstavljena v polje, je zelo pogosta. V slednjem primeru se rezultat izračuna z uporabo formule, prikazane na sliki. Z V pomeni EMF vzeto iz vezja, A je določena konstanta, n število obratov v vezju, razlika v oklepajih pa označuje hitrost spremembe magnetnega polja. Iz tega je razvidno, da se izvirni patent US2494206 A ne šteje za najslabšo rešitev za merjenje parametrov konstantnega magnetnega polja s kleščnim merilnikom.

merilniki toka v moderni elektrotehniki

Senzorne tuljave z zračno režo kažejo nizko občutljivost iz očitnih razlogov: poljska jakost je približno enaka indukciji. To povzroča majhen odziv v obliki EMF.Pri oblikovanju miniaturnih aplikacij je bolj koristno uporabiti feromagnetno jedro, ki večkrat poveča vrednost indukcije. Sodobni materiali imajo koeficient prepustnosti več sto tisoč enot, v skladu s katerim se poveča odziv v obliki EMF.Zračni senzorji so linearni. Tudi najboljši feromagnet daje popačenja, ki so odvisna od frekvence, temperature, gostote magnetnega pretoka itd.

Barkhausnov učinek naredi signal jedra po korakih. To je danes nepremostljiva napaka, imenovana kvantizacijski hrup. Pogosto iz tega razloga trenutno klešče ni mogoče obravnavati kot idealno orodje za merjenje tokov.Čeprav so primerni za ocenjevanje procesov, ki se pojavljajo v verigi. Na primer, enostavno je zaznati zagonski tok električnega motorja, čeprav bo zaradi vztrajnosti indikatorja potrebno večkrat izkusiti izkušnje.

Najnovejše spremembe združujejo svojo vlogo z običajnim testerjem. Ugodno se razlikujejo v sposobnosti merjenja visokih tokov, ne da bi se morali dotikati omrežja, vendar pa imajo velike napake. Pri tem je potrebno izraziti pridržek, da so za razširitev funkcionalnosti dodani trije vhodi, ki so standard za multimetre:

1. Common - skupni( ground, minus).
2. V - za merjenje napetosti in uporov.
3. Ext - priključek zunanjega vira za oceno izolacijske upornosti električnih tokokrogov.

Obstajajo znane razlike, ki ocenjujejo temperaturo s posebno sondo s senzorjem. Diodo lahko preprosto obrnete. Predlagamo, da izberete napravo na pultu, ki temelji na razmerju med ceno in kakovostjo. Pred nakupom je potrebno preveriti merilnik objemk za napake. Mnogi, ko skrajšujejo stike, dajejo odčitke brez ničelne napetosti. To je v praktičnem smislu neprijetno, zlasti za nizkonapetostne tokokroge. Vir energije je običajen Crohn, kot pri večini preizkuševalcev. V zvezi s tem merilec objemk ne ponuja prednosti ali slabosti.