Для чего нужны клещи токовые


Что такое токовые клещи и зачем они нужны?

Токовые клещи обязательно должны быть в арсенале электрика и очень хорошо если они есть и у вас. В зависимости от модели они могут выполнять те же функции, что и обычные мультиметры. Это функции измерения постоянного и переменного напряжения, сопротивления цепи и т.д.

Токоизмерительные клещи почему то не пользуются популярностью у людей, а зря. Знать значение тока также необходимо, как и знать величину напряжения во время поиска какой-либо неисправности, например, при срабатывании автоматического выключателя. Может он срабатывает от перегрузки. Обычным мультиметром не электрик наврятли сможет померить потребляемую нагрузку.

Для чего нужны токовые клещи?

Из названия уже понятно, что токовые клещи нужны для измерения электрического тока. Их устройство позволяет произвести измерение тока без разрыва электрической цепи, т.е. на работающей электроустановке без ее остановки и производства дополнительных монтажных работ.

Как мы помним из школьной физики, что амперметр необходимо подключать в цепь последовательно, чтобы произвести измерения тока. Так работает обычный мультиметр, а вот токовые клещи работают по другому.

Они имеют магнитопровод в форме клещей, с помощью которого можно обхватить проводник и узнать величину протекающего по нему тока.

Какие бывают токовые клещи?

Они бывают со стрелочной индикацией. Это когда измеряемое значение тока фиксируются по отклонению стрелки на определенной шкале.

Еще бывают с цифровой индикацией. Это когда измеряемое значение тока выводится на дисплей, что реализовано на современных моделях.

Также эти устройства можно разделить по виду измеряемого тока. Обращайте на это внимание перед выбором модели.

Есть клещи, которые могут измерять и переменный и постоянный токи. Они немного дороже, но зато вы без проблем можете измерить утечку постоянного тока, которая разряжает аккумулятор в вашем автомобиле.

И есть модели, которые могут измерять только переменный ток. Они конечно подешевле, но зато вы тут ограничены измерениями только в сети переменного тока.

Из чего состоят токовые клещи?

Практически все такие устройства состоят из следующих элементов:

  1. Магнитопровод в форме клещей.
  2. Кнопка раскрытия клещей для обхвата проводника.
  3. Гнезда для подключения измерительных щупов.
  4. Ручка переключения режимов измерения.
  5. Электронный дисплей для вывода информации.
  6. Кнопка фиксации результатов измерения.
  7. Измерительные щупы, которые подключаются к соответствующим гнездам.

Как пользоваться токовыми клещами?

Здесь ничего сложного нет. Следуйте этому алгоритму:

  • переводите ручку переключения режимов в нужное положение;
  • нажимаете на кнопку раскрытия клещей;
  • обхватываете одиночный проводник в сети переменного тока или в сети постоянного тока;
  • расположите токовые клещи перпендикулярно плоскости проводника;
  • отпускаете кнопку, таким образом, закрывая клещи и замыкая цепь магнитопровода устройства;
  • снимаете с дисплея измеренные показания тока.

Запомните! Измерять ток можно только на отдельном одиночном проводнике. Только тогда вы получите правильное значение тока. Если вы клещами обхватите весь провод (фазный + нулевой проводники), то тогда вы получите сумму токов протекающих по этим обоим проводникам. Тут в идеале у вас должен высветиться нуль. Однако если прибор покажет какое-нибудь маленькое значение тока, то это будет означать, что в вашем оборудовании есть небольшая утечка тока, равная полученному значению.

Дополнительные функции токовых клещей

Практически все модели токоизмерительных клещей снабжены дополнительными функциями. Это как я уже писал выше возможностью измерения постоянного и переменного напряжения, сопротивления цепи, температуры и т.д. Поэтому они могут заменить обычные мультиметры. Прежде чем покупать мультиметр хорошо подумайте, может стоит приобрести токоизмерительные клещи.

Надеюсь, что теперь вы поняли что такое токовые клещи и за чем они нужны.

Не забываем улыбаться:

Разработчики:
Собрать все это очень легко! Даже ваши девушки ничего не перепутают - все разъёмы разные!
Начальник с гордостью:
Они у меня умненькие, они переходники найдут.

Как использовать токоизмерительные клещи? Полное руководство для начинающих

Итак, вы встретили токоизмерительные клещи, суперзвезду всех мультиметров, о которых все говорят? И теперь ищете руководство, которое поможет вам правильно использовать его для измерения силы переменного и постоянного тока? Вы хотите владеть им, но имеет смысл сначала увидеть, как он работает, верно?

Что ж, вы попали в нужное место. Это полное руководство по , как использовать токоизмерительные клещи , структурированное с учетом потребностей начинающих пользователей и новичков.

Научиться работать с токоизмерительными клещами легко и просто. Вы уже на полпути, если знаете, как работать с универсальным мультиметром. Но важно знать небольшие различия между ними, что поможет вам принимать обоснованные решения при тестировании и устранении неполадок.

Профессиональный техник знает, как работают токоизмерительные клещи, и , как лучше всего использовать их в рабочей среде.

Дополнительные инструкции по использованию мультиметра:

Что такое клещи?

Токоизмерительные клещи - это усовершенствованный вариант обычного мультиметра с основным отличием в виде зажимной конструкции наверху, которая позволяет бесконтактно измерять ток и напряжение.

Вы можете «зажать» эту конструкцию вокруг проводников (например, провода), чтобы определить ток, проходящий через нее.

Токоизмерительные клещи Fluke 325

Исходя из этого основного принципа, современные токоизмерительные клещи имеют функции, позволяющие измерять несколько величин, функции, упрощающие поиск и устранение неисправностей и анализ, и, в конечном итоге, дополнительные меры безопасности.

Так как вам не нужно вручную подключать измерительные щупы / провода к цепям под напряжением, а также не нужно отключать систему для измерения, токоизмерительные клещи быстро стали одним из самых важных инструментов в жизни электрика .

Основные различия между токоизмерительными клещами и цифровым мультиметром

Ниже приведены отличия токоизмерительных клещей от цифрового мультиметра:

  • В основном используются для измерения силы постоянного и переменного тока
  • Бесконтактное измерение количества
  • Более низкое разрешение (только до сотых долей) единицы)

Токоизмерительные клещи и цифровой мультиметр (DMM) обычно идут рука об руку, поскольку вы не можете использовать их взаимозаменяемо для некоторых приложений тестирования.

См. Также: Обзоры лучших цифровых мультиметров

Основные компоненты и структура токоизмерительных клещей

Прежде чем мы перейдем к использованию токоизмерительных клещей, целесообразно сначала изучить его основные компоненты.

Ниже показано изображение токоизмерительных клещей Fluke 376. Мы рассмотрим каждый компонент один за другим, как описано Fluke в одном из сообщений блога.

Это значительно упростит обучение тому, как измерять ток с помощью токоизмерительных клещей .

Основные компоненты токоизмерительных клещей. Источник: Fluke Corporation Основные компоненты токоизмерительных клещей. Источник: Fluke Corporation

Что касается изображения выше, то вот список основных компонентов токоизмерительных клещей. Мы упомянули детали, которые являются эксклюзивными для этой модели.

  1. Зажим - конструкция в виде челюсти, которая наматывается на проводники для обнаружения и измерения тока (и других величин)
  2. Тактильный барьер - Защищает пальцы и руки от ударов
  3. Удержание - Замораживает показания дисплея до повторного нажатия
  4. Наберите - Измените количество и разрешение
  5. Экран дисплея - Обычно ЖК-дисплей
  6. Кнопка подсветки (дополнительно)
  7. Кнопка Мин-макс - Для измерения максимальной, наименьшей и средней величины величин (доступно в большинстве моделей)
  8. Кнопка пускового тока - Отключает пусковой ток от вашего измерения (опция)
  9. Кнопка переключения - Для выбора дополнительных функций на шкале
  10. Рычаг - Используется для освобождения зажима
  11. Метки совмещения - В идеале проводник должен находиться между этими двумя метками
  12. Это, 1 3 и 14 - все входные гнезда.

Ясно, что губка - это самая большая разница в токоизмерительных клещах.В зависимости от модели, которую вы решите купить (обратитесь за помощью к нашему руководству по лучшим токоизмерительным клещам ), эти компоненты и функции могут отличаться.

Как токоизмерительные клещи измеряют ток?

Как было сказано выше, токоизмерительные клещи работают по принципу

.

DC бесконтактные токовые клещи для осциллографа DIY

0.0 Базовое введение

Иметь осциллограф - это очень хорошо. Это очень полезный инструмент. Но с помощью базовых пробников вы могли наблюдать только значения напряжения. Что, если мы хотим наблюдать за током ???

Существует много типов пробников осциллографов, каждый из которых имеет свою область применения. Пробник обеспечивает очень важную связь между измеряемым объектом и осциллографом. В этом видео мы поговорим о токовых пробниках, а точнее о неинвазивных токовых пробниках, что означает, что нам не нужно напрямую подключать их к разомкнутой цепи, чтобы проводить измерения.Токи можно измерить путем измерения напряжения на известном сопротивлении. Главный недостаток заключается в том, что для установки этого шунтирующего резистора необходимо разомкнуть цепь. Мы видели такой измеритель тока в одном из моих прошлых руководств по мультиметру на базе Arduino. У вас есть ссылка на этот учебник ниже.

См. Руководство по мультиметру Arduino здесь:

В этом видео мы сделаем что-то другое, потому что это дополнительное сопротивление также может повлиять на измерение своим напряжением нагрузки.Токи также можно измерять с помощью токового пробника, также известного как токовые клещи. У этих пробников нет недостатков шунтирующих резисторов, как мы только что описали. Токовый зонд просто зажимается над токоведущим проводом, и цепь не нужно размыкать, что является огромным преимуществом.
Токовые пробники можно условно разделить на два типа: токовые клещи переменного и постоянного тока. Я попытаюсь объяснить, как работают оба этих типа. Чтобы понять это, давайте сначала взглянем на мои токовые клещи hantek, которые я только что получил.Это очень полезный инструмент.


Чем как доза это работает? Для этого я сначала открою корпус и осмотрю его компоненты. Как я догадался, схема довольно простая. На наконечнике находится металлический магнитный сердечник, который пропускает через него магнитный поток. Здесь тоже должен быть какой-то датчик и все. Затем у нас есть основная схема, в которой мы, вероятно, найдем усилитель и схему селектора шкалы, поскольку у нас есть две разные шкалы на выбор. Вот выходной сигнал осциллографа.Итак, зная эти компоненты, позвольте мне теперь немного объяснить, как все это работает.

Купите зажим hanteck здесь:

1.0 Токовые клещи переменного тока

Как я уже сказал, токовые пробники делятся на два типа: токовые клещи переменного и постоянного тока. Токовые клещи переменного тока в основном представляют собой трансформатор. Первичная обмотка - это проводник, по которому проходит измеряемый ток, в данном случае простой провод, а вторая обмотка закреплена на сердечнике и подсоединена к осциллографу. Это пассивный пробник, работающий только с переменным током.Обычный трансформатор не справляется с постоянным током. Таким образом, принцип действия датчиков постоянного тока сильно отличается от датчиков переменного тока. Давайте сначала посмотрим, как создать собственный пробник переменного тока. Все, что нам нужно, это сердечник трансформатора и немного медного провода для создания обмоток.


Все, что нам нужно, это сердечник трансформатора и немного медной проволоки для создания наших обмоток. Ток, проходящий через измеряемый провод, будет создавать вокруг него магнитное поле, как говорит нам закон электромагнитного поля. Благодаря ферритовому сердечнику зажима это магнитное поле будет направлено через этот ферритовый сердечник.Поскольку ток является переменным, магнитный поток изменится, и это приведет к току, индуцированному во вторичной обмотке, как мы можем видеть на фотографии выше. Если индуцируется ток, между двумя концами обмотки будет падение напряжения. Затем мы могли бы измерить это падение напряжения с помощью нашего осциллографа.


Напряжение на вторичном выходе равно напряжению на первичной обмотке, умноженному на соотношение между током первичной обмотки и током вторичной обмотки.Допустим, мы не знаем ни одного из этих значений. Но с помощью мультиметра переменного тока мы контролируем ток через измеряемый провод и одновременно выходное напряжение на осциллографе. Мы делаем несколько измерений и строим график, чтобы узнать шкалу зажима.



Вы можете купить такой модуль напрямую за несколько долларов, как это (фото ниже). Этот модуль уже дает нам тогда шкалу выходного напряжения 15 А на вольт. Итак, у нас должно быть 100 мВ для тока 1,5 А, проходящего через этот провод.Я подключаю этот трансформатор к осциллографу и подаю сигнал переменного тока через провод. Вот и все, на моем осциллографе есть переменный ток. Довольно просто, верно.


Если мы построим собственный трансформатор, мы должны быть осторожны при расчете шкалы в зависимости от количества сделанных обмоток и зная, что первичная обмотка будет только одна, поскольку через сердечник будет проходить только один провод. Но если я приложу к этой цепи постоянный ток, то на моем осциллографе будет отметка.Это потому, что ток в трансформаторе индуцируется только при изменении магнитного потока. Таким образом, постоянное магнитное поле не наводит ток в обмотку, поэтому на выходе будет 0.


1.1 Создайте токовые клещи переменного тока


Нам понадобится

Гнездовой разъем BNC LINK eBay
Зажим трансформатора LINK eBay
Конденсатор 10 пФ LINK eBay
Резистор 9 Ом LINK eBay


Загрузите схему здесь:

2.0 Токовые клещи постоянного тока

Итак, постоянное магнитное поле не наводит ток в обмотку, поэтому на выходе будет 0.Так как же нам измерить и наблюдать постоянный ток? В этом типе зонда мы также будем использовать ферритовый сердечник, который будет переносить магнитное поле. Сердечник снабжен воздушным зазором, в котором будет находиться датчик, в данном случае датчик Холла, который измеряет магнитный поток в сердечнике. Так что теперь нам больше не нужен переменный ток, так как мы можем напрямую измерить значение магнитного потока. Ток в первичном проводе, который является измеряемым проводом, намагнитит сердечник. Это магнитное поле измеряется датчиком.

.

Измерение тока | Учебный портал Dewesoft

Теперь некоторые текущие измерения будут проводиться с помощью оборудования DEWESoft. Измерения будут проводиться на двух лампочках, чтобы определить текущее потребление классической лампочки мощностью 40 Вт и энергосберегающей лампочки мощностью 11 Вт. В этом измерении будут использоваться два подхода: первый - это прямое измерение напряжения с использованием шунтирующего резистора, а второй - с использованием токовых клещей.

Перед началом измерения необходимо произвести некоторые вычисления.Эти расчеты определят, какой усилитель SIRIUS и диапазон усилителя необходимо использовать, а также тип токовых клещей.

Когда обе лампочки включены одновременно, заявленная мощность будет 51 Вт, а среднеквадратичное значение сети составляет 230 В, это переменные, которые нам нужны для расчета. Ниже приведен расчет.

\ [P_1 = 40 Вт \] \ [P_2 = 11 Вт \] \ [P = P_1 + P_2 \] \ [I = \ frac {P} {V} = \ frac {51 Вт} {230 В} \ около 0.22 A \]

После того, как были сделаны грубые вычисления, текущее среднеквадратичное значение будет примерно 0,22 А. Но мы должны учитывать, что максимальное значение синусоидального сигнала в √2 раз больше среднеквадратичного значения, но поскольку энергосберегающий свет лампа не использует ток синусоидальной формы, поэтому у нас должен быть некоторый запас в наших диапазонах измерения из-за более высокого коэффициента амплитуды энергосберегающей лампы. При этом был выбран диапазон 10 А для токовых клещей и шунта адаптера DSI SHUNT на 5 А.Шунт имеет сопротивление 0,01 Ом, что означает, что ток 1 А вызовет падение напряжения на шунте на 10 мВ. Эта информация необходима для настройки измерительного канала, на котором будет измеряться падение напряжения на шунте. Адаптеры Dewesoft DSI уже снабжены информацией о настройке канала (интегрированный TEDS), поэтому программное обеспечение может автоматически настраивать канал. Это всего лишь одна вещь меньше, о которой следует помнить, когда для измерений используются адаптеры Dewesoft DSI.

Теперь можно начинать измерение.Для этого измерения будут использоваться два разных усилителя Sirius, модуль LV и модуль ACC. Ниже на изображении показано, как выглядит схема измерения, когда все компоненты подключены. Токовые клещи напрямую подключаются к модулю LV, а DSI SHUNT 5A напрямую подключается к модулю ACC.

0

Обнаружена расширенная проблема

Изображение 27: Оборудование для демонстрационных измерений

Как показано на изображении, провода должны быть разделены для установки шунта.Будьте осторожны при этом, так как это может быть опасно из-за напряжения сети. Далее выполняется конфигурация канала 1 (шунтирующий канал). Рекомендуется переименовать канал, чтобы иметь четкое представление о том, какие компоненты подключены к каким каналам (для этого просто щелкните в месте, где указано имя канала, и введите выбранное имя), в этом примере имя шунтирующего тока было выбрано для Название канала.

Во-вторых, физическая величина будет установлена ​​на ток, единица измерения - А (Ампер) устанавливается автоматически программным обеспечением Dewesoft X.После изменения этих настроек рекомендуется «откалибровать» датчик. В этом примере будет выбрана двухточечная калибровка, поскольку уже известно, что 1 В будет равно 10 А. Эти два значения просто вводятся в отведенное для этого место в правом нижнем углу экрана. Если параметры были установлены правильно и включена классическая лампочка 40 Вт, синусоида от тока будет отображаться в нижнем левом углу экрана настройки на осциллографе. См. Изображение на следующей странице.

0

Обнаружена расширенная проблема

Изображение 28: Настройка канала для шунтирующего тока

Для канала 8, к которому подключены токовые клещи, настройки будут немного отличаться от настройки шунта (канал 1), которая была выполнена ранее, в основном это связано с тем, что токовые клещи подключены к высоковольтной части прибора Sirius. Токовые клещи настроены на диапазон 10 А, что означает, что они дают выход 1 мВ / 1 мА (коэффициент масштабирования равен 1). Это означает, что выходное напряжение более 10 В невозможно, поэтому этот усилитель будет настроен на диапазон 50 В, чтобы гарантировать, что разрешение будет достаточным для измерения.Физическая величина должна быть снова установлена ​​на ток, и единица измерения снова автоматически переключится на ампер (A).

На изображении ниже показано, как будет выглядеть комбинированная форма волны энергосберегающей лампочки и классической лампочки, если они будут включены одновременно. Форма волны изменяется из-за несинусоидальной формы волны и высокого коэффициента амплитуды энергосберегающей лампочки.

0

Обнаружена расширенная проблема

Изображение 29: Настройка канала для токовых клещей

При переключении на экран режима измерения можно увидеть фазовый сдвиг токовых клещей по сравнению с шунтирующим резистором, как показано на изображении ниже .На первый взгляд фазовый сдвиг не кажется слишком большим (он составляет около 10 °), но в таких приложениях, как измерение мощности, фазовый сдвиг является критическим компонентом для получения правильных результатов измерений.

Это означает, что фазовый сдвиг 10 °, который присутствует в измерении в данный момент, может иметь значительное влияние на результаты измерения, особенно при выполнении подробного анализа мощности (особенно для реактивной и полной мощности). Опять же, этот фазовый сдвиг тока можно компенсировать с помощью редактора датчиков, как было объяснено ранее.

0

Обнаружена расширенная проблема

Изображение 30: Фазовый сдвиг между токовыми клещами и шунтирующим резистором

Отображение среднеквадратичного значения переменного тока

Существует два возможных способа отображения среднеквадратичного значения переменного тока в модуле питания

метод базовой статистики

TT Чтобы увидеть среднеквадратичное значение текущего сигнала, добавьте базовую статистику математическую функцию . Выберите математический символ на главной панели инструментов, который откроет математический модуль, в котором есть четыре варианта, и добавьте математику, которая имеет набор предопределенных математических функций, из которых можно выбрать.Затем есть модуль формул, в котором пользователь может ввести любую математическую формулу, какую только можно вообразить. Следующее поле - это фильтр с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ), из которого можно выбрать набор фильтров. И, наконец, основное поле статистики - это окно настройки, как показано ниже. Выберите входной канал (текущий сигнал), в данном случае I1 и RMS в качестве выходного канала. Его можно выбрать для отображения одного значения для каждого измерения или для отображения новых значений для каждого определенного блока. (Для получения дополнительной информации о функциях основного инструмента статистики нажмите F1 на клавиатуре, когда основной инструмент статистики открыт, и он автоматически откроет веб-страницу с полезной информацией и советами).

0

Обнаружена расширенная проблема

Изображение 41: Настройка базовой статистики

Использование регистратора

Второй вариант, который доступен для отображения среднеквадратичного значения сигнала, - это сделать это непосредственно на экране измерения с помощью регистратора . Как видно на изображении ниже, есть две области: одна отображает реальное значение переменного тока, а другая - среднеквадратичное значение. (Подсказка: в параметрах записывающего устройства есть четыре параметра, одна из которых - Унифицированные свойства, это выбрано по умолчанию и означает, что когда выбрано реальное значение, которое будет иметь место для обоих записывающих устройств, когда выбор отменен, один регистратор может отображать реальное значение, и один регистратор может отображать среднеквадратичное значение, как показано на изображении ниже).Чтобы отобразить значение RMS, перейдите к параметрам оси Y и выберите Тип отображения, в раскрывающемся списке выберите RMS (внизу слева от изображения).

0

Обнаружена расширенная проблема

Изображение 42: Отображение среднеквадратичного значения регистратора

.

Обзор токоизмерительных клещей

Цифровые токоизмерительные клещи переменного тока

Токоизмерительные клещи или просто «токоизмерительные клещи» - это прибор, который используется для измерения тока, протекающего по проводнику. Токоизмерительные клещи переменного тока в основном состоят из трансформатора тока в зажимах, обычно это стержень ТТ. Показания будут отображаться по принципу трансформатора тока.

В то время как токоизмерительные клещи постоянного тока совсем другое дело. Для измерения силы тока в нем используется датчик Холла.


Как работают токоизмерительные клещи переменного тока?

Когда инструмент «зажат» на проводнике, сам проводник действует как первичный, и магнитный поток из-за тока, протекающего через проводник, отсекает вторичную обмотку трансформатора тока.

Ток во вторичной обмотке трансформатора тока преобразуется в напряжение с помощью преобразователя тока в напряжение. Этот сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь. Обычно используется микроконтроллер, который управляет схемой дисплея для текущего чтения.

Блок-схема токоизмерительных клещей переменного тока

Как работают токоизмерительные клещи постоянного тока?

В отличие от переменного тока, трансформаторы тока нельзя использовать для измерения постоянного тока. Поэтому для этой цели используется датчик Холла. Используемый элемент Холла реагирует на магнитный поток из-за постоянного тока в проводнике, который создает напряжение на элементе.

Развиваемое напряжение пропорционально току в проводнике. Таким образом, измеряя напряжение, можно определить ток.

Блок-схема токоизмерительных клещей постоянного тока

Датчик на эффекте Холла и на эффекте Холла

Датчик на эффекте Холла

Эффект Холла - это создание разности потенциалов в электрическом проводнике, поперечной току в проводнике, и магнитного поля, перпендикулярного току. Этот эффект был открыт Эдвином Холлом в 1879 году.

Датчик эффекта Холла - это преобразователь, который вырабатывает напряжение, находясь под воздействием магнитного поля.Носители заряда испытывают силу, называемую силой Лоренца. Благодаря этой силе заряды распределяются по поверхности материала, оставляя одинаковые и противоположные заряды на противоположной поверхности, что составляет разность потенциалов, существующую, пока магнитное поле является постоянным.

В токоизмерительных клещах постоянного тока датчик Холла используется в качестве магнитометра. Возникающее таким образом напряжение пропорционально магнитному полю и, следовательно, току.

Несмотря на то, что токоизмерительные клещи в основном используются для измерения тока, в эти приборы добавлена ​​функция измерения напряжения, сопротивления, частоты и т. Д.

.

Смотрите также