Jak wybrać cęgi prądowe: charakterystyka i wskazówki dotyczące wyboru

Treść artykułu

• Dlaczego potrzebujesz cęgów prądowych
• Metody pomiaru
• Cęgi prądowe AC
• Cęgi prądowe DC
• Pomiar miernika cęgowego
• Pomiar prądu płynącego przez jeden przewodnik
• Jednoczesny pomiar prądu przepływającego przez wiele przewodów
• Wzmocnienie słabych sygnałów
• Odmiany cęgów prądowych, ich zalety i wady
• Miernik cęgowy ze wskaźnikiem zegarowym
• Miernik cęgowy ze wskazaniem cyfrowym
• Miernik cęgowy do podłączenia do multimetrów i oscyloskopów
• Miernik cęgowy wysokiego napięcia
• Dodatkowe cechy cęgów prądowych

W artykule omówiono urządzenia cęgów prądowych, ich zastosowanie do pomiaru prądu przemiennego i stałego bez przerywania obwodu elektrycznego, przedstawiono techniki pomiarowe, porównanie najczęściej stosowanych modeli, zalecenia dotyczące wyboru.

Dlaczego potrzebujesz cęgów prądowych

Możliwy jest pomiar prądu zmiennego lub stałego przepływającego przez przewodniki bez przerywania obwodu elektrycznego, tylko za pomocą cęgów prądowych. Pozwala to na kontrolę prądu pobieranego przez różne instalacje i urządzenia bez przerywania pracy sprzętu i wykonywania dodatkowych prac instalacyjnych. Dzięki tej funkcji cęgi prądowe są drugim najpopularniejszym urządzeniem po multimetrze w arsenale profesjonalnego elektryka..

Najpopularniejsza konstrukcja cęgów prądowych:

1. Rdzeń magnetyczny w kształcie zacisku.
2. Przycisk otwierania obwodu magnetycznego.
3. Przełącznik metody pomiaru.
4. Wyświetlacz elektroniczny.
5. Gniazda sondy.
6. Przycisk utrwalania wyników pomiarów w pamięci urządzenia.

VOLTCRAFT VC 605

Metody pomiaru

Do wykonania części wrażliwej na prąd tego urządzenia wykorzystuje się dwa rodzaje czułych elementów, wykonanych na bazie czujnika Halla lub specjalnego transformatora. W zależności od typu analizatora, miernik cęgowy może mierzyć AC i DC lub tylko AC. Rozważmy bardziej szczegółowo zasadę ich pracy.

Cęgi prądowe AC

Te cęgi prądowe są najbardziej popularne ze względu na prostą konstrukcję i niski koszt. Ich zasada działania opiera się na wykorzystaniu efektu wzmocnienia sygnału transformatorowego..

1 – obwód elektryczny; 2 – przewodnik; 3 – transformator; 4 – amperomierz; 5 – obwód magnetyczny

Pomiar jest bardzo prosty:

1. W przesuwającym się obwodzie magnetycznym uruchamiany jest przewodnik, na którym należy mierzyć prąd.
2. Ten przewodnik dla cewki nawiniętej na rdzeniu magnetycznym jest pierwotnym uzwojeniem transformatora.
3. W zależności od wielkości prądu przemiennego przepływającego przez przewodnik zmienia się napięcie na wyjściu elementu pomiarowego.

Cęgi prądowe DC

Urządzenia te pojawiły się po odkryciu tzw. Efektu Halla – zmiany natężenia pola magnetycznego w przewodniku, przez który przepływa prąd elektryczny, przyczyniając się do powstania w punkcie pomiaru potencjału odpowiadającego wielkości strumienia magnetycznego przyłożonego do półprzewodnika. W oparciu o ten efekt opracowano specjalny czujnik, który jest wrażliwy na zmienne i stałe pola magnetyczne..

1 – obwód magnetyczny; 2 – prąd główny; 3 – przewodnik; 4 – czujnik Halla; 5 – prąd wyjściowy; 6 – cewka kompensacyjna

Dodatkowym atutem zastosowania czujnika Halla jest jego prędkość, która umożliwia wykorzystanie bazujących na nim urządzeń do wykrywania krótkich udarów prądowych.

Pomiar miernika cęgowego

Istnieje kilka metod pomiaru prądu przepływającego przez przewodnik..

Pomiar prądu płynącego przez jeden przewodnik

Jest to najpopularniejsza metoda pomiaru. Przewodnik jest wkładany do zacisków magnetycznych, które są umieszczone pod kątem prostym do płaszczyzny przewodnika. Wymagany zakres pomiarowy ustawiany jest na urządzeniu. Zmierzona wartość prądu zostanie wyświetlona na ekranie urządzenia.

Jednoczesny pomiar prądu przepływającego przez wiele przewodów

Jeżeli do obwodu magnetycznego cęgów prądowych doprowadzonych zostanie jednocześnie kilka przewodów, wówczas urządzenie mierzy wartość różnicy przepływającego przez nie prądu. Na przykład, jeśli dla sieci 220 V jednocześnie mierzy prąd w „fazie” i „zera” jednego obwodu, urządzenie pokaże prąd upływu w obciążeniu.

Wzmocnienie słabych sygnałów

Aby zmierzyć małe prądy, można wzmocnić sygnał dostarczany do czujnika, nawijając przewodnik wokół obwodu magnetycznego urządzenia. W takim przypadku rzeczywistą wartość przepływającego przez niego prądu określa się dzieląc wartość prądu uzyskaną na wskazaniu urządzenia przez liczbę zwojów wykonanych przez drut.

Odmiany cęgów prądowych, ich zalety i wady

Miernik cęgowy ze wskaźnikiem zegarowym

KYORITSU KEW SNAP 2608A

Tego typu urządzenie jest jednym z pierwszych, w którym zastosowano układy transformatorowe do pomiaru prądu przemiennego ze zmienną liczbą zwojów obwodu wtórnego..

Zalety:

• urządzenie ma minimalny koszt, w zakresie częstotliwości pracy mierzy efektywną wartość prądu z dużą dokładnością.

Niedogodności:

• może pracować tylko w wąskim zakresie częstotliwości.

Zastosowanie strzałek uwrażliwia na wstrząsy i zmniejsza dokładność pomiaru.

Miernik cęgowy ze wskazaniem cyfrowym

Fluke 376

Większość nowoczesnych urządzeń jest produkowana z układem przetwarzania sygnału mikrokontrolera, co umożliwia uproszczenie odczytu wskazań urządzenia, zastosowanie automatycznej kalibracji zakresu pomiarowego, uporządkowanie zapisu mierzonej wartości prądu do pamięci urządzenia.

Zalety:

• łatwy w obsłudze.

Niedogodności:

• mała dokładność pomiaru prądu, który różni się kształtem od sinusoidy.

Miernik cęgowy do podłączenia do multimetrów i oscyloskopów

Fluke i410

Ten typ przyrządów pomiarowych służy do rozszerzenia możliwości istniejących przyrządów (multimetry, oscyloskopy itp.). Ich główną cechą jest brak wskazania mierzonego sygnału na obudowie urządzenia..

Zalety:

• precyzyjny pomiar parametrów.

Niedogodności:

• do działania wymagany jest dodatkowy wskaźnik.

Miernik cęgowy wysokiego napięcia

Ts4502

Do pracy z obwodami wysokiego napięcia o napięciach powyżej 1000 V stosuje się specjalne urządzenia o ulepszonej izolacji elektrycznej, co gwarantuje bezpieczeństwo pracownika podczas pomiarów. Takie urządzenia pozwalają kontrolować prąd w różnych podstacjach transformatorowych i węzłach dystrybucyjnych..

Zalety:

• umiejętność pracy z urządzeniami wysokiego napięcia.

Niedogodności:

• możliwość pomiaru tylko prądu przemiennego w wąskim zakresie częstotliwości.

Dodatkowe cechy cęgów prądowych

Ponieważ cyfrowy zacisk prądowy zawiera już ADC używany do przetwarzania sygnałów analogowych, większość producentów czyni to urządzenie uniwersalnym, dodając możliwość pomiaru napięcia i rezystancji obwodu, temperatury itp..

Mastech M266

Wiele urządzeń łączy w sobie możliwości pełnoprawnego multimetru i cęgów prądowych, a ich koszt jest tylko nieznacznie wyższy niż analogów, ale o rząd wielkości droższy niż podobne multimetry.

Przy wyborze cęgów prądowych należy określić ich możliwości (pomiar prądów przemiennych lub przemiennych i stałych), kształt (przedrostek lub urządzenie pełnoprawne, specjalny kształt itp.), Z wymaganą dokładnością pomiaru, zakresem częstotliwości pracy, dostępnością urządzenia niezbędnego do pracy dodatkowe funkcje. Tylko porównując pożądaną funkcjonalność i możliwości finansowe, możesz dokonać zakupu najbardziej praktycznego i wygodnego urządzenia.