Как сделать токоизмерительные клещи


Токовые клещи постоянного тока - приставка к мультиметру своими руками. Описание

Для замера больших токов, как правило, применяют бесконтактный метод, — особыми токовыми клещам. Токовые клещи – измерительное устройство, имеющее раздвижное кольцо, которым охватывают электропровод и на индикаторе прибора отображается величина протекающего тока.

Превосходство подобного метода бесспорно, — чтобы замерить силу тока нет нужды разрывать провод, что в особенности немаловажно при измерении больших токов. В данной статье приводится описание токовые клещи постоянного тока, которые вполне возможно сделать своими руками.

Описание конструкции самодельных токовых клещей

Для сборки устройства понадобится чувствительный датчик Холла, к примеру, UGN3503. На рисунке 1 изображено устройство самодельной клещи. Необходим, как уже сказано, датчик Холла, а так же, кольцо ферритовое диаметром от 20 до 25 мм и крупный «крокодил», к примеру, подобный как на проводах для запуска (прикуривания) автомобиля.

Токовые клещи ANENG ST203

Метод измерения: двойное преобразование A/D,
частота дискретизации: около 3 раз в секу...


Ферритовое кольцо необходимо точно и аккуратно распилить либо разломить на 2-е половинки. Для этого ферритовое кольцо необходимо сначала подпилить алмазным надфилем или пилкой для ампул. Далее, поверхности разлома ошкурить мелкой шкуркой.

С одной стороны на первую половинку ферритового кольца приклеить прокладку из чертежного ватман. С другой стороны на другую половинку кольца наклеить датчик Холла. Приклеивать лучше всего эпоксидным клеем, только нужно проследить, чтобы датчик Холла хорошо прилегал к зоне разлома кольца.

Следующий шаг – соединяем обе половинки кольца и обхватываем его «крокодилом» и приклеиваем. Теперь при нажатии на ручки «крокодила» ферритовое кольцо будет расходиться.

Электронная схема токовых клещей

Принципиальная электрическая схема приставки к мультиметру изображена на рисунке 2. При протекании тока по электропроводу, вокруг него появляется магнитное поле, и датчик Холла фиксирует силовые линии, проходящие через него, и формирует некоторое постоянное напряжение на выходе.

Данное напряжение усиливается (по мощности) ОУ А1 и идет на выводы мультиметра. Соотношение напряжения на выходе от протекающего тока: 1 Ампер = 1 мВольт. Подстроечные сопротивления R3 и R6 — многооборотные. Для настройки необходим лабораторный блок питания с минимальным током на выходе около 3А, и встроенным амперметром.

Сперва подсоедините данную приставку к мультиметру и выставьте её на нуль путем изменения сопротивления R3 и среднем положении R2. Далее, перед любым измерением необходимо будет выставлять ноль потенциометром R2. Выставьте на блоке питания наименьшее напряжение и подсоедините к нему большую нагрузку, например, электролампу, применяемую в фарах автомобиля. Затем на один из проводов, подсоединенный к данной лампе, зацепите «клещи» (рисунок 1).

Повышайте напряжение, до тех пор, пока амперметр блока питания не покажет 2 ампера. Подкрутите сопротивление R6 так, чтобы величина напряжения мультиметра (в милливольтах) соответствовала данным амперметра блока питания в амперах. Еще несколько раз проконтролируйте показания, меняя силу тока. Посредством этой приставки возможно мерить ток до 500А.

Источник: Радиоконструктор, 6/2008

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.

Поскольку вам не нужно вручную подключать измерительные щупы / провода к цепям под напряжением, а также не нужно отключать систему для проведения 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 трансформаторного действия.

Зажим или зажим токоизмерительных клещей состоит из ферритового сердечника с медными обмотками вокруг него. Этот сердечник и его обмотки действуют как вторичная обмотка (как в трансформаторе). Итак, когда эта похожая на челюсть структура «зажата» вокруг проводника с током, она обнаруживает ток и связывает его.

Этот связанный ток затем передается с ферритового сердечника на шунт входа тестера. Поскольку этот связанный ток очень мал (обычно 1/1000 th ), тестер регулирует это значение путем умножения и предоставления точной величины тока.

Именно благодаря этому принципу токоизмерительные клещи могут измерять большие величины (в тысячах) тока.

Другими словами, если вы измеряете проводник с током в 1 ампер, тестер определит его как 1 миллиампер, а затем преобразует его в исходное значение.Это значение отображается вам на экране.

Подробнее: Обзоры лучших клещей

Как использовать клещи?

Поскольку аналоговые модели сегодня широко не используются и рекомендуется покупать цифровые модели, мы сосредоточимся только на работе цифровых клещей.

Кроме того, в следующем руководстве шаги предназначены только для измерения постоянного тока или переменного тока . Для всех остальных величин процесс аналогичен, но вам нужно будет выбрать соответствующую функцию на циферблате.

Шаги к Fol

.

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 Холла и датчика Холла

Датчик эффекта 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 равные 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.

.

Руководство для новичков по выбору лучших токоизмерительных клещей

Отличительной чертой профессионального электрика является то, что он обновляет свои инструменты в соответствии с последними отраслевыми стандартами.

Он держит себя в курсе последних новостей о технологиях в этой области и старается использовать их в своей работе.

Любой может взять мультиметр, но только опытный электрик будет носить с собой и знать , как использовать токоизмерительные клещи .

Токоизмерительные клещи существуют уже много лет, но большинство электриков по-прежнему полагаются на простой мультиметр для измерения тока.

Но сейчас самое время понять, на что они способны, и сделать их частью своего инструментария.

Владеть токоизмерительными клещами - все равно что получить сертификат; он автоматически повышает ваш имидж как эксперта.

Вот небольшая история, которая показывает качества эксперта.

Когда я был ребенком, к нашему настольному компьютеру вызвали техника.

Мужчина проверил систему, открыл экран ЭЛТ-монитора и проверил несколько линий и компонентов печатной платы с помощью своего мультиметра.

Через несколько минут он спаял вместе несколько линий или компонентов (не уверен, какие именно в то время, поскольку я был на много лет до моей степени в области электроники) и закрыл монитор.

Сработало.

Работа казалась такой легкой, что я заподозрил, что этот парень вообще что-то сделал.

Итак, когда он рассказал, во что нам обошелся ремонт, я спросил его, почему такая высокая цена, если я мог сделать это сам.

Он ответил: «А вы знаете, где паять?».

И меня сбило с толку.

Знание того, что вы делаете, и использование инструментов, о которых не знают новички, - вот что отличает опытного электрика.

И это причина, по которой мы сегодня рассмотрим важность токоизмерительных клещей .

Что такое токоизмерительные клещи?

Токоизмерительные клещи - это тип электрического счетчика, который позволяет измерять переменный ток (AC) (а иногда и постоянный ток (DC)) без необходимости контакта с проводником (проводом или кабелем) или отключения устройства / системы.

Он поставляется с двумя губками (которые образуют «зажим» вокруг проводника), которые можно регулировать вокруг провода или кабеля для измерения тока, протекающего в цепи в реальном времени.

Как работают токоизмерительные клещи?

Токоизмерительные клещи используют свою структуру, похожую на челюсти, для обнаружения и измерения магнитного поля, создаваемого током, протекающим через проводник в заданное время.

Зажим состоит из ферритового стержня с обмотками, который работает по принципу «трансформаторное действие», обнаруживая магнитные поля, а затем измеряя ток.

Он может обнаруживать и концентрировать только поле, создаваемое одним проводником за раз.

По этой причине токоизмерительные клещи могут измерять ток только через один датчик (где направление тока однонаправленное).

Также известные как токоизмерительные клещи, современные модели (современные варианты) могут измерять несколько величин при оснащении дополнительными приборами.

Основные характеристики токоизмерительных клещей

Две основные причины, по которым электрики предпочитают токоизмерительные клещи традиционным:

  • Способность измерять ток, не касаясь токоведущего проводника
  • Не требует цепи (в которой ток проходит измеряется), который должен быть выключен

Токоизмерительные клещи способны выполнять еще много функций и функций.Подробнее об этом в следующем разделе.

Функции токоизмерительных клещей

Основная причина, по которой токоизмерительные клещи предпочтительнее в промышленных условиях и в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, заключается в том, что они могут измерять большие диапазоны (от 10 до 1000 А) величины тока.

Ваш универсальный тестер выйдет из строя, если он попытается измерить 10 ампер в течение 30 секунд или более.

Таким образом, он может использоваться для обслуживания, ремонта и установки.

Действие трансформатора

В токоизмерительных клещах первичная роль выполняется ферритовым сердечником, который действует как вторичная обмотка (трансформатора).

Ток, который обнаруживается в проводнике, подается на эту вторичную обмотку, которая подключена к шунту входа тестера.

В соответствии с действием трансформатора на вход измерителя подается небольшой ток, что упрощает обнаружение больших токов.

Визуализируйте, как работает понижающий трансформатор, и именно это в основном происходит с токоизмерительными клещами. Как правило, вторичная обмотка определяет 1/1000 -9 тока, протекающего по проводнику.

Следовательно, когда вы измеряете один ампер тока, измеритель фактически определяет один миллиампер, который затем преобразуется и отображается на дисплее.

Эффект Холла (для измерения постоянного тока)

Токоизмерительные клещи для измерения постоянного тока с использованием принципа эффекта Холла.

Микросхема, способная определять силу магнитного потока, крепится для этой цели между губками (форма зажима).

Большинство современных токоизмерительных клещей оснащены этой функцией.

Какие величины могут измерять токоизмерительные клещи?

Хотя основная идея токоизмерительных клещей заключается в измерении переменного и постоянного тока, они также могут обнаруживать и измерять следующие электрические величины (но не ограничиваясь ими):

  • Сопротивление
  • Емкость
  • Температура
  • Частота
  • Фаза (формы волны)

Типы токоизмерительных клещей

Существует четыре основных типа токоизмерительных клещей в зависимости от их специфических функций.Они перечислены ниже:

  1. Токоизмерительные клещи с трансформатором тока - Используется только для измерения переменного тока, это оригинальный тип.
  2. Токоизмерительные клещи на эффекте Холла - Может измерять как переменный, так и постоянный ток. Большинство современных токоизмерительных клещей, доступных сегодня на рынке, относятся к этому типу.
  3. Катушка Роговского - специальный тип токоизмерительных клещей, в которых для измерения переменного тока используется спиральная гибкая катушка без ферритового сердечника внутри. Идеальный выбор, когда вам нужно добраться до ограниченного пространства (например,g .: трехфазный блок здания)
  4. Измеритель с металлической пластиной - Для измерения истинного среднеквадратичного значения используется подвижная железная пластина. Он может измерять как переменный, так и постоянный ток, но это малоизвестный измеритель, используемый только в тяжелой промышленности.

Помимо этих четырех доступно несколько вариантов.

Например, мультиметр со съемным зажимом относится к одному типу. Существуют также усовершенствованные клещи

, с помощью которых вы можете измерять пусковой ток и переменную частоту.

Смотрите также