Токовые клещи - Википедия - Current clamp

Токоизмерительные клещи

В электрические и электроинженерия, а токовые клещи, также известный как токовый зонд, представляет собой электрическое устройство с открывающимися губками, позволяющими зажимать электрический провод. Это позволяет измерять ток в проводнике без необходимости физического контакта с ним или отключения его для ввода через зонд.

Токовые клещи обычно используются для считывания величины переменный ток (AC) и, с дополнительным оборудованием, фаза и форма волны также можно измерить. Некоторые клещи могут измерять токи от 1000 А и более. эффект Холла и зажимы лопастного типа также могут измерять постоянный ток (ОКРУГ КОЛУМБИЯ).

Типы токовых клещей

Трансформатор тока

Обычная форма токовых клещей представляет собой разрезное кольцо из феррита или мягкого железа. Катушка с проволокой наматывается на одну или обе половинки, образуя одну обмотку трансформатор тока. Провод, вокруг которого он зажат, образует другую обмотку. Как и любой трансформатор, этот тип работает только с переменным током или импульсными сигналами, некоторые примеры выходят на мегагерцовый диапазон.

При измерении тока исследуемый проводник образует первичную обмотку, а катушка - вторичную.

Этот тип также может использоваться в обратном направлении, чтобы вводить ток в проводник, например, в электромагнитная совместимость тестирование на чувствительность, чтобы вызвать вмешательство Текущий. Обычно для этой цели конструируют инъекционный зонд. В этом режиме катушка образует первичную обмотку, а испытательный проводник - вторичную.

Железная лопасть

В типе железной лопасти магнитный поток в сердечнике напрямую влияет на движущуюся железную лопасть, позволяя измерять как переменный, так и постоянный ток, и дает истинное значение. среднеквадратическое значение (RMS) значение для несинусоидальных сигналов переменного тока. Из-за своего физического размера он обычно ограничивается частотами передачи энергии примерно до 100 Гц.

Заслонка обычно крепится непосредственно к механизму отображения аналоговых токоизмерительных клещей (с подвижной стрелкой). Калибровка прибора явно нелинейная.

эффект Холла

В эффект Холла тип более чувствителен и может измерять как постоянный, так и переменный ток,^[1] в некоторых примерах - до килогерц (тысяч герц). Этот тип часто использовался с осциллографы, и с высококлассными компьютеризированными цифровыми мультиметрами, однако, они становятся обычным явлением для более широкого использования.

Пояс Роговского

По внешнему виду и функциям напоминают токовые клещи. Пояс Роговского датчик тока. Этот без сердечника трансформатор используется в токоизмерительных клещах и регистраторах контроля мощности. Его преимущество заключается в лучшей линейности, отсутствии сердечника для насыщения, его можно сделать гибким и не требуется никакого магнитного или электрического контакта на открывающем конце.^[2] Катушка Роговского выдает напряжение, пропорциональное скорости изменения тока в первичном кабеле, поэтому перед отображением измеренных значений требуется дополнительная обработка сигнала.

Токоизмерительные клещи

Цифровые клещи

Мультиметр со встроенным зажимом. Нажатие на большую кнопку внизу открывает нижнюю губку зажима, позволяя разместить зажим вокруг проводника.

Электрический счетчик со встроенными токовыми клещами переменного тока известен как токоизмерительные клещи, клещи-клещи, клещи или, в просторечии, как клещи для ампер.

Токоизмерительные клещи измеряют векторную сумму токов, протекающих во всех проводниках, проходящих через зонд, которая зависит от фаза соотношение токов. Обычно через зонд пропускают только один провод. В частности, если зажим закрыт вокруг двухжильного кабеля, по которому подается питание к оборудованию, один и тот же ток течет по одному проводнику и вверх по другому; счетчик правильно показывает нулевой ток сети. Поскольку электрические кабели для оборудования имеют оба изолированных проводника (и, возможно, заземляющий провод), соединенные вместе, токоизмерительные клещи часто используются с тем, что по сути является коротким удлинителем с двумя разделенными проводниками, так что зажим можно разместить только вокруг одного проводника это расширение.

Относительно недавней разработкой являются многожильные клещи с несколькими сенсорными катушками вокруг губок зажима. Его можно закрепить вокруг стандартных двух- или трехжильных однофазных кабелей, чтобы обеспечить считывание тока, протекающего через нагрузку,^[3] без необходимости разделения проводов.

Показание проводника, по которому проходит очень слабый ток, можно увеличить, намотав провод на зажим несколько раз; показание счетчика, разделенное на количество витков, - это сила тока,^[4] с некоторой потерей точности из-за индуктивных эффектов.

Токоизмерительные клещи используются электриками, иногда с зажимами общего назначения. мультиметр.

Очень просто измерить очень большие токи (сотни ампер) с помощью подходящего трансформатора тока. Точное измерение малых токов (несколько миллиампер) с помощью клещей трансформатора тока сложнее. Диапазон любого данного измерителя можно расширить, пропустив провод через зажим несколько раз. Например, счетчик 0–200 А можно превратить в счетчик 0–20 А, намотав провод 10 раз вокруг сердечника челюсти.

Амперметр Columbia с металлической пластиной, с головками для разных диапазонов

Менее дорогие токоизмерительные клещи используют схему выпрямителя, которая фактически считывает средний ток, но откалибрована для отображения среднеквадратичного значения тока, соответствующего измеренному среднему, давая правильное показание среднеквадратичного значения только в том случае, если ток равен синусоидальная волна. Для других сигналов показания будут неверными; когда эти более простые измерители используются с несинусоидальными нагрузками, такими как балласты используется с флюоресцентные лампы или же газоразрядные лампы высокой интенсивности или самого современного компьютерного и электронного оборудования, показания могут быть неточными. Измерители, которые реагируют на истинное среднеквадратичное значение, а не на средний ток, называются «истинным среднеквадратичным значением».

Типичный ручной эффект Холла устройства могут считывать токи до 200 мА, и доступны устройства, которые могут считывать значения до 1 мА.

Амперметр Columbia с захватом (показан) является примером типа железной лопасти, используемой для измерения больших токов переменного тока до 1000 ампер. Железные губки измерителя направляют магнитное поле, окружающее проводник, на железную пластину, которая прикреплена к игле измерителя. Железная лопасть перемещается пропорционально силе магнитного поля и, таким образом, производит показания счетчика, пропорциональные току. Этот тип амперметра может измерять как переменный, так и постоянный ток и обеспечивает точное измерение среднеквадратичного значения тока несинусоидальных или искаженных форм сигналов переменного тока. В зажимном узле могут быть установлены сменные измерительные механизмы для обеспечения различных значений полного диапазона тока до 1000 ампер. Железная пластина находится в небольшом цилиндре, который вставляется в пространство на шарнирном конце зажимных губок. Доступны несколько размеров губок для зажима вокруг проводников и шин большого диаметра до 4 ¹⁄₂ дюймов (110 мм) в ширину.^[4] Как показано на рисунке, шкала очень нелинейна и не подходит для измерения малых токов, при токах, составляющих менее половины полного отклонения шкалы, втиснутую в короткую часть шкалы.

Измеритель мощности, анализатор энергии

Зажимы используются с некоторыми измерителями для измерения электричество и энергия. Зажим измеряет ток и другие схемы, Напряжение; Истинная мощность - это произведение мгновенного напряжения и тока. интегрированный через цикл. Комплексные счетчики предназначены для измерения многих параметров электрической энергии (фактор силы, искажение, мгновенная мощность как функция времени, фаза отношения и т. д.), используйте этот принцип. Один зажим используется для однофазных измерений; с помощью подходящего инструмента с тремя зажимами измерения можно проводить на трехфазный энергосистемы.

Рекомендации