Làm thế nào cảm biến và đồng hồ kẹp làm việc để đo dòng điện trực tiếp và xoay chiều

Để mở rộng chức năng của đồng hồ vạn năng, máy hiện sóng và các dụng cụ đo điện khác, các cảm biến hiện tại ở dạng bọ ve được sử dụng - kẹp hiện tại. Để thực hiện các phép đo bằng kẹp, chúng được đóng vào đường kính của dây dẫn bằng dòng điện, và do đó, không làm đứt mạch điện và không cần phải cắt bất kỳ shunt nào vào dây dẫn, chúng đo.

Thật đơn giản và tiện lợi. Thiết bị hiển thị kết quả đo trên thang đo của nó dưới dạng điện áp hoặc dòng điện tỷ lệ với giá trị hiện tại được đo. Ưu điểm của phương pháp nằm ở chỗ thiết bị có thể không có phạm vi đầu vào đủ rộng, trong khi cảm biến - kẹp có thể tự do chấp nhận dây dẫn ngay cả với dòng điện rất cao.

Dây dẫn với dòng điện đo được không chỉ còn nguyên vẹn mà còn cách ly về mặt điện với các mạch của thiết bị đo. Bản thân thiết bị có thể có một mạch đầu vào với trở kháng rất cao và thậm chí được nối đất. Không cần phải điều chỉnh hoặc bật và tắt nguồn điện của mạch, các thông số được đo bằng kẹp, điều đó có nghĩa là sẽ không có thời gian chết trong hoạt động của thiết bị được cấp nguồn.

Giá trị rms của dòng điện trong dải đáp ứng tần số của cảm biến có thể được đo bằng cách sử dụng cảm biến hiện tại có đồng hồ vạn năng có khả năng đo giá trị rms. Trong trường hợp này, phạm vi sẽ bị giới hạn bởi các khả năng (tỷ lệ) của vạn năng. Các kết quả tốt nhất đạt được với các cảm biến có đáp ứng tần số rộng, dịch pha tối thiểu và độ chính xác cao.

Cảm biến hoạt động theo nguyên tắc thông thường đo biến áp hiện tại. Bất kỳ máy biến áp nào cũng có cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được lắp đặt trên một mạch từ thông dụng. Điện áp sơ cấp được cung cấp cho cuộn sơ cấp, một từ thông xen kẽ được tạo ra trong lõi, tạo ra cuộn dây thứ cấp cho hệ số biến đổi EMF tương ứng. Dòng điện của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp có mối tương quan với số vòng trong cuộn dây thứ cấp và cuộn sơ cấp.

Đây là cách cảm biến hiện tại để đo dòng điện xoay chiều hoạt động. Một mạch từ hình kẹp đóng xung quanh dây dẫn. Dây dẫn là cuộn dây sơ cấp, bao gồm một vòng duy nhất, giá trị hiện tại mà bạn cần tìm hiểu.

Dòng điện trong cuộn dây thứ cấp sẽ tỷ lệ với dòng điện trong dây dẫn và khác với nó một số lần bằng hệ số biến đổi, nghĩa là gấp nhiều lần số vòng dây thứ cấp. Số vòng quay trong cuộn thứ cấp của cảm biến thường là 1000, 500 hoặc 100.

Nếu cảm biến có 1000 vòng, thì các kẹp được chỉ định 1000: 1 hoặc 1mA / A - điều này có nghĩa là 1 mA trong số đọc của thiết bị giống hệt với 1A trong dây dẫn được nghiên cứu. Hoặc 1A trên thiết bị - 1000 A trong dây dẫn.

Về nguyên tắc, tỷ lệ có thể khác nhau: 3000: 5 hoặc 2000: 2, tùy thuộc vào mục đích của thiết bị. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, bọ ve được ghép với một vạn năng thông thường và tỷ lệ thường là 1000: 1.

Với tỷ lệ 1000: 1 hoặc 1mA / A, bài đọc sẽ như sau. Với dòng điện đầu vào 700A, đầu ra sẽ là 700mA, ở mức 300A - 300mA, v.v ... Điều này là do đầu ra của cảm biến được kết nối với một vạn năng kỹ thuật số ở chế độ đo dòng điện AC với một phạm vi giá trị được chọn.

Để xác định giá trị hiện tại của dòng điện trong dây dẫn, số đọc của vạn năng được nhân với hệ số của cảm biến. Điều chính là thiết bị đo có trở kháng đầu vào cần thiết.

Nếu thiết bị đo chỉ có đầu vào bằng điện áp (vôn kế hoặc dao động), thì nó cũng có thể được sử dụng với cảm biến hiện tại - kẹp. Đối với điều này, đầu ra hiện tại của cảm biến phải được phối hợp với đầu vào của thiết bị, sử dụng nguyên lý của máy biến dòng đo. Khi đó các giá trị đọc của điện áp xoay chiều sẽ tỷ lệ thuận với dòng điện xoay chiều đo được.

Có các kẹp hiện tại có khả năng đo không chỉ xoay chiều, mà còn cả dòng điện trực tiếp. Trong các tích tắc như vậy, nguyên tắc hoạt động của chúng dựa trên hiệu ứng Hall, khi các tham số hiện tại được lấy từ các tham số của từ trường do nó tạo ra, tác động lên chất bán dẫn và khởi tạo hiệu ứng Hall trong đó.

Một tấm mỏng của chất bán dẫn được gắn vuông góc với từ trường của dòng điện cần đo. Một dòng điện kích thích được cung cấp cho tấm theo một hướng nhất định (giả sử dọc theo nó), nó lệch trong một từ trường bên ngoài dưới tác dụng của lực Lorentz theo hướng ngang, và theo hướng này có thể đo emf (điện áp Hall) ở các cạnh của tấm.

Với dòng điện kích thích không đổi qua bản, Hall EMF, cũng như cảm ứng từ trường của dòng được đo, sẽ tỷ lệ thuận với dòng được đo. Đó là, điện áp Hall tương ứng với dòng điện trong dây dẫn, đi qua bên trong mạch từ cảm biến. Một mạch như vậy có lợi thế lớn so với các thiết bị dựa trên một máy biến áp hiện tại.

Do việc tạo ra Hall EMF không phụ thuộc vào hướng của vectơ cảm ứng từ mà chỉ phụ thuộc vào độ lớn của nó, một cảm biến dựa trên hiệu ứng Hall đo cả dòng điện xoay chiều và trực tiếp. Ngoài ra, cảm biến hoàn toàn nắm bắt chính xác pha thay đổi (hướng) của từ trường, và do đó phù hợp để quan sát hình dạng của dòng điện.

Vòi có cảm biến Hall đi kèm với một hoặc hai cảm biến tích hợp. Các mô hình đánh dấu khác nhau có dải động rộng và đáp ứng tần số, tuyến tính tín hiệu và độ chính xác cao.

Phạm vi của những con ve như vậy bao gồm tất cả các thiết bị có dòng điện trực tiếp lên đến 1500 A mà không cần phải nhúng các shunt đắt tiền. Dòng điện xoay chiều có tần số hàng chục kilohertz cũng có thể đo được bằng cách sử dụng các dấu tick dựa trên hiệu ứng Hall và hình dạng hiện tại có thể rất khác nhau, giá trị rms sẽ được tìm thấy.

Tín hiệu đầu ra tính bằng millivolts, tỷ lệ thuận với dòng điện đo được, có thể dễ dàng cảm nhận được bằng hầu hết các vạn năng, máy hiện sóng và máy ghi.

Ampe kế, loại, thiết bị và nguyên tắc hoạt động là gì

Làm thế nào để sử dụng kẹp đo hiện tại

Ví dụ ứng dụng kẹp hiện tại

Những công cụ cần thiết để thực hiện công việc điện