כיצד עובדים חיישנים ומדדים מהדקים למדידת זרם ישיר וחלופה

כדי להרחיב את הפונקציונליות של מולטימטר, אוסצילוסקופים ומכשירי מדידה חשמליים אחרים, משתמשים בחיישני זרם בצורת מהדק - מהדק זרם. כדי לבצע מדידות עם קרציות הם נסגרים אל עבר היקף המוליך עם זרם, וכך, מבלי לשבור את המעגל וללא צורך לחתוך שום כוונון למוליך, הם מודדים.

זה פשוט ונוח. המכשיר מציג את תוצאת המדידה בסולם שלו בצורה של מתח או זרם ביחס לערך הנוכחי שנמדד. היתרון של השיטה נעוץ בעובדה כי יתכן והמכשיר אינו בעל טווח קלט מספיק רחב, ואילו מהדקי החיישן מסוגלים בהחלט לקבל את המוליך בחופשיות אפילו עם זרם גבוה מאוד.

המוליך עם הזרם הנמדד לא רק נשאר שלם, אלא תמיד מבודד גלוונית ממעגלי התקן המדידה. למכשיר עצמו יכול להיות מעגל כניסה בעל עכבה גבוהה מאוד ואף להיות מקורקע. אין צורך איכשהו לווסת או לכבות את כוח המעגל, אשר הפרמטרים שלו נמדדים על ידי מלחציים, מה שאומר שלא תהיה השבתה בהפעלת הציוד המופעל.

ניתן למדוד את ערך ה- rms של הזרם בטווח התדרים של החיישן באמצעות חיישן זרם עם מולטימטר המסוגל למדוד ערכי rms. במקרה זה, הטווח יוגבל על ידי היכולות (סולם) של המולטימטר. התוצאות הטובות ביותר מושגות באמצעות חיישנים עם תגובת תדרים רחבה, תזוזת שלב מינימלית ודיוק גבוה.

חיישנים הפועלים על פי העיקרון של קונבנציונאלי מדידת שנאי זרם. לכל שנאי יש פיתולים ראשוניים ומשניים המותקנים במעגל מגנטי משותף. המתח העיקרי מועבר לסלילה הראשונית, נוצר שטף מגנטי לסירוגין בליבה, מה שמשרה בסלילה המשנית את מקדם השינוי EMF המתאים. הזרמים של הפיתולים הראשוניים והמשניים מתואמים כמספר הסיבובים בפיתולים המשניים והראשוניים.

כך עובד החיישן הנוכחי למדידת זרם AC. מעגל מגנטי בצורת מהדק נסגר סביב המוליך. המוליך הוא המתפתל העיקרי, המורכב מסיבוב יחיד אחד, הערך הנוכחי בו אתה צריך לגלות.

הזרם בסלילה המשנית יהיה פרופורציונלי לזרם במוליך וישתנה ממנו במספר פעמים שווה למקדם ההפכה, כלומר פי כמה וכמה פניות בסיבוב המשני. מספר הפניות בסיבוב המשני של החיישן הוא בדרך כלל 1000, 500 או 100.

אם יש לחיישן 1000 סיבובים, אז המהדקים נקבעים 1000: 1 או 1mA / A - פירוש הדבר ש- 1 mA בקריאות המכשיר זהה ל- 1A במוליך הנחקר. או 1A במכשיר - 1000 A במוליך.

היחס עשוי, באופן עקרוני, להיות שונה: 3000: 5 או 2000: 2, בהתאם למטרת המכשיר. עם זאת, ברוב המקרים, קרציות משויכות למולטימטר קונבנציונאלי והיחס הוא לרוב 1000: 1.

ביחס של 1000: 1 או 1mA / A, הקריאות יהיו כדלקמן. עם זרם כניסה של 700A, הפלט יתברר כ- 700mA, 300A - 300mA וכו '. הסיבה לכך היא שפלט החיישן מחובר למולטימטר דיגיטלי במצב מדידת זרם AC עם טווח ערכים נבחר.

כדי לקבוע את הערך הנוכחי של הזרם במוליך, קריאות המולטימטר מוכפלות במקדם החיישן. העיקר הוא שלמכשיר המדידה יש ​​עכבת כניסה נדרשת.

אם למכשיר המדידה יש ​​כניסה רק באמצעות מתח (מד מתח או אוסצילוסקופ), ניתן להשתמש בו גם עם חיישן זרם - מלחציים. לשם כך יש לתאם את הפלט הנוכחי של החיישן עם כניסת המכשיר, תוך שימוש בעקרון של שנאי זרם מדידה. ואז קריאות המתח לסירוגין יהיו פרופורציונליות לזרם החילופין המדוד.

ישנם מהדקי זרם המסוגלים למדוד לא רק מתחלפים, אלא גם זרם ישר. בקרציות כאלו, עיקרון פעולתם מבוסס על אפקט ההיכל, כאשר הפרמטרים הנוכחיים נגזרים מהפרמטרים של השדה המגנטי הנוצר על ידו, פועלים על מוליך המוליכים למחצה ויוזמים את אפקט ההיכל בו.

צלחת דקה של מוליך למחצה מותקנת בניצב לשדה המגנטי של הזרם שיש למדוד. זרם עירור מוחל על הצלחת בכיוון מסוים (נניח לאורכה), החורג בשדה מגנטי חיצוני תחת פעולת כוח לורנץ בכיוון הרוחב, ואז בכיוון זה ניתן למדוד את ה- emf (מתח הול) בשולי הצלחת.

עם זרם עירור קבוע דרך הצלחת, EMF Hall, כמו גם אינדוקציה של השדה המגנטי של הזרם הנמדד, יהיו פרופורציונליים לזרם המדוד. כלומר מתח ה- Hall תואם את הזרם במוליך, העובר בתוך המעגל המגנטי של החיישן. למעגל כזה יתרונות גדולים על פני מכשירים המבוססים על שנאי זרם.

מכיוון שדור ה- EMF של Hall אינו תלוי בכיוון של וקטור האינדוקציה המגנטית, אלא תלוי רק בעוצמתו, חיישן המבוסס על אפקט ה- Hall מודד הן זרם חילופין וזרם ישר. בנוסף, החיישן תופס באופן מדויק לחלוטין את שלב השינוי (כיוון) של השדה המגנטי, ולכן הוא מתאים לצפייה בצורת הזרם.

קרציות עם חיישן הול מגיעים עם חיישן מובנה אחד או שניים. דגמי קרציות שונים הם בעלי טווח דינמי רחב ותגובת תדרים, ליניאריות אותות ודיוק גבוה.

היקף סיבים כאלה מכסה את כל הציוד עם זרם ישיר של עד 1500 A ללא צורך בהטמעת תריסים יקרים. זרם חילופין בתדר של עשרות קילוהרץ ניתן למדידה גם באמצעות קרציות המבוססות על אפקט הול, וצורת הזרם יכולה להיות שונה מאוד, ערך ה- rms יימצא.

את אות הפלט במיליוולט, ביחס לזרם הנמדד, ניתן להבחין בקלות ברוב המולטימטר, האוסילוסקופים והמקליטים.

מהו מד זרם, סוגים, מכשיר ועקרון הפעולה

כיצד להשתמש במתלי מדידה נוכחיים

דוגמאות ליישום מהדק נוכחי

אילו כלים דרושים לביצוע עבודות חשמל