Kaip jutikliai ir spaustukai veikia matuojant nuolatinę ir kintamą srovę

Norint išplėsti multimetrų, osciloskopų ir kitų elektrinių matavimo prietaisų funkcionalumą, naudojami erkių pavidalo srovės jutikliai - srovės spaustukai. Norėdami atlikti matavimus spaustukais, jie uždaromi į laidininko apvadą srove, taigi, neišardydami grandinės ir nereikia išpjaustyti laidininko šunto, jie matuojami.

Tai paprasta ir patogu. Prietaisas rodo matavimo rezultatą savo skalėje kaip įtampa arba srovė, proporcinga išmatuotai srovės vertei. Metodo pranašumas yra tas, kad prietaisas gali neturėti pakankamai plataus įvesties diapazono, tuo tarpu jutiklio spaustukai gana gerai gali laisvai priimti laidininką net ir esant labai didelei srovei.

Laidininkas su išmatuota srove ne tik lieka nepažeistas, bet ir visada yra galvaniškai izoliuotas nuo matavimo prietaiso grandinių. Pats įrenginys gali turėti labai didelę varžą įvesties grandinę ir netgi būti įžemintas. Nereikia kažkaip reguliuoti ar įjungti ir išjungti grandinės galios, kurios parametrai matuojami spaustukais, o tai reiškia, kad dirbant varomąja įranga nebus prastovų.

Dabartinės vertės, esančios jutiklio dažnio atsako diapazone, gali būti išmatuotos naudojant srovės jutiklį su multimetru, galinčiu išmatuoti rms reikšmės. Tokiu atveju diapazoną riboja multimetro galimybės (mastelis). Geriausi rezultatai pasiekiami naudojant jutiklius, turinčius platų dažnio atsaką, minimalų fazės poslinkį ir aukštą tikslumą.

Jutikliai, veikiantys įprastiniu principu matuojant srovės transformatorių. Bet kuris transformatorius turi pirminę ir antrinę apvijas, įmontuotas į bendrą magnetinę grandinę. Pirminė įtampa tiekiama į pirminę apviją, šerdyje sukuriamas kintamasis magnetinis srautas, indukuojantis antrinėje apvijoje atitinkamą EMF transformacijos koeficientą. Pirminių ir antrinių apvijų srovės yra koreliuojamos kaip antrinių ir pirminių apvijų posūkių skaičius.

Taip veikia srovės jutiklis kintamajai srovei matuoti. Apkabos laidininkas uždaromas apkabos formos magnetine grandine. Laidininkas yra pirminė apvija, susidedanti iš vieno posūkio, dabartinė vertė, kurią jums reikia sužinoti.

Srovė antrinėje apvijoje bus proporcinga srovei laidininke ir nuo jos skirsis kelis kartus, lygius transformacijos koeficientui, tai yra, tiek kartų, kiek kartų antrinėje apvijoje. Jutiklio antrinėje apvijoje posūkių skaičius paprastai yra 1000, 500 arba 100.

Jei jutiklis turi 1000 apsisukimų, tada spaustukai žymimi 1000: 1 arba 1mA / A - tai reiškia, kad 1 mA prietaiso rodmenyse yra tapatus 1A tiriamame laidininkui. Arba 1A įrenginyje - 1000 A laidininku.

Santykis iš esmės gali būti skirtingas: 3000: 5 arba 2000: 2, atsižvelgiant į prietaiso paskirtį. Tačiau daugeliu atvejų erkės suporuojamos su įprastu multimetru, o santykis paprastai yra 1000: 1.

Esant santykiui 1000: 1 arba 1mA / A, rodmenys bus tokie. Esant 700A įėjimo srovei, išvestis pasirodys 700mA, esant 300A - 300mA ir pan. Taip yra todėl, kad jutiklio išėjimas yra prijungtas prie skaitmeninio multimetro kintamosios srovės matavimo režimu su pasirinktu verčių diapazonu.

Norint nustatyti srovės stiprį laidininke, multimetro rodmenys padauginami iš jutiklio koeficiento. Svarbiausia, kad matavimo įtaisas turėtų reikiamą įėjimo varžą.

Jei matavimo prietaisas turi įvestį tik pagal įtampą (voltmetras arba osciloskopas), tada jį galima naudoti ir su srovės jutikliu - spaustukais. Tam daviklio srovės išvestis turi būti suderinta su prietaiso įvestimi, naudojant matavimo srovės transformatoriaus principą. Tuomet kintamos įtampos rodmenys bus proporcingi išmatuotai kintamajai srovei.

Yra srovės spaustukai, galintys matuoti ne tik kintamąją, bet ir nuolatinę srovę. Tokiose erkėse jų veikimo principas grindžiamas Halės efektu, kai dabartiniai parametrai yra išvedami iš jo sukuriamo magnetinio lauko parametrų, veikiančių puslaidininkį ir sukeliantį Halės efektą jame.

Plona puslaidininkio plokštė yra pritvirtinta statmenai matuojamos srovės magnetiniam laukui. Tam tikra kryptimi (sakykime išilgai jos) plokštėje veikiama sužadinimo srovė, kuri nukrypsta išoriniame magnetiniame lauke veikiant Lorentzo jėgai skersine kryptimi, o tada šia kryptimi plokštės kraštuose galima išmatuoti emf (Hall įtampa).

Esant pastoviajai sužadinimo srovei per plokštę, „Hall EMF“, taip pat išmatuotos srovės magnetinio lauko indukcija bus proporcinga išmatuotai srovei. Tai yra, Halio įtampa atitinka srovę laidininke, einančią jutiklio magnetinės grandinės viduje. Tokia grandinė turi didelių pranašumų, palyginti su įrenginiais, kurių pagrindą sudaro srovės transformatorius.

Kadangi Hall salės EMF generavimas nepriklauso nuo magnetinio indukcijos vektoriaus krypties, o priklauso tik nuo jo dydžio, „Hall“ efektu pagrįstas jutiklis matuoja tiek kintamąją, tiek nuolatinę srovę. Be to, jutiklis absoliučiai tiksliai fiksuoja magnetinio lauko pokyčio (krypties) fazę, tai reiškia, kad jis tinkamas stebėti srovės formą.

Erkės su „Hall“ jutikliu pateikiamos su vienu ar dviem įmontuotais jutikliais. Įvairūs erkių modeliai pasižymi plačiu dinaminiu diapazonu ir dažnio reakcija, signalo tiesiškumu ir dideliu tikslumu.

Tokių žnyplių aprėptis apima visą įrangą, kurios nuolatinė srovė yra iki 1500 A, nereikia įterpti brangių šuntų. Kintamoji srovė, kurios dažnis yra dešimtys kilohercų, taip pat išmatuojama naudojant erkes, remiantis Halės efektu, o srovės forma gali būti labai skirtinga, bus nustatyta kvadratinio vidurkio vertė.

Išėjimo signalą milivoltais, proporcingą išmatuotai srovei, gali lengvai suvokti dauguma multimetrų, osciloskopų ir registratorių.

Kas yra ampermetras, tipai, įtaisas ir veikimo principas

Kaip naudoti srovės matavimo spaustukus

Dabartiniai spaustuko taikymo pavyzdžiai

Kokie įrankiai reikalingi elektros darbams atlikti