Doğru ve alternatif akımı ölçmek için sensörler ve pens ampermetreler nasıl çalışır?

Multimetreler, osiloskoplar ve diğer elektrikli ölçüm cihazlarının işlevselliğini arttırmak için, kelepçe şeklinde akım sensörleri kullanılır - akım kelepçeleri. Kelepçelerle ölçüm yapmak için, iletken ile akımın çevresine kapatılır ve böylece devreyi kesmeden ve iletkene herhangi bir şönt kesmeye gerek kalmadan ölçer.

Basit ve kullanışlıdır. Cihaz, ölçüm sonucunu ölçeğinde ölçülen akım değeri ile orantılı voltaj veya akım şeklinde görüntüler. Yöntemin avantajı, cihazın yeterince geniş bir giriş aralığına sahip olmaması, sensör kelepçeleri çok yüksek bir akımla bile iletkeni serbestçe kabul edebilmesidir.

Ölçülen akıma sahip iletken sadece sağlam kalmaz, aynı zamanda daima ölçüm cihazının devrelerinden galvanik olarak izole edilir. Cihazın kendisi çok yüksek empedanslı bir giriş devresine sahip olabilir ve hatta topraklanabilir. Parametreleri kelepçelerle ölçülen devrenin gücünü bir şekilde düzenlemeye veya açmaya gerek yoktur, bu da elektrikli ekipmanın çalışmasında kesinti süresi olmayacağı anlamına gelir.

Sensörün frekans aralığındaki akımın rms değeri, ölçüm yapabilen bir multimetreye sahip bir akım sensörü kullanılarak ölçülebilir rms değerleri. Bu durumda, aralık multimetrenin yetenekleri (ölçeği) ile sınırlı olacaktır. En iyi sonuçlar, geniş frekans yanıtı, minimum faz kayması ve yüksek hassasiyete sahip sensörlerle elde edilir.

Geleneksel prensibi ile çalışan sensörler akım trafosu ölçme. Herhangi bir transformatörün ortak bir manyetik devreye monte edilmiş birincil ve ikincil sargıları vardır. Birincil voltaj birincil sargıya beslenir, çekirdekte alternatif bir manyetik akı oluşturulur ve ikincil sargıda karşılık gelen EMF dönüşüm katsayısını indükler. Birincil ve ikincil sargıların akımları, ikincil ve birincil sargılardaki dönüş sayısı ile ilişkilidir.

Akım sensörü AC ölçümü için bu şekilde çalışır. İletken etrafında kelepçe şeklinde bir manyetik devre kapanır. İletken, tek bir turdan, bulmanız gereken geçerli değerden oluşan birincil sargıdır.

İkincil sargıdaki akım, iletkendeki akımla orantılı olacaktır ve ondan, dönüşüm katsayısına eşit sayıda, yani ikincil sargıdaki dönüşlerin sayısıyla eşit olacaktır. Sensörün sekonder sargısındaki dönüş sayısı genellikle 1000, 500 veya 100'dür.

Sensörün 1000 dönüşü varsa, kelepçeler 1000: 1 veya 1mA / A olarak adlandırılır - bu, cihazın okumalarındaki 1 mA'nın incelenen iletkende 1A ile aynı olduğu anlamına gelir. Veya cihazdaki 1A - iletkende 1000 A.

Oran, prensip olarak, cihazın amacına bağlı olarak farklı olabilir: 3000: 5 veya 2000: 2. Bununla birlikte, çoğu durumda, keneler geleneksel bir multimetre ile eşleştirilir ve oran genellikle 1000: 1'dir.

1000: 1 veya 1mA / A oranında okumalar aşağıdaki gibi olacaktır. 700A'lık bir giriş akımı ile, çıkış 300A - 300mA'da vb. Olarak 700mA olur. Bunun nedeni sensörün çıkışının AC akım ölçüm modunda seçilen bir değer aralığına sahip bir dijital multimetreye bağlı olmasıdır.

İletkendeki akımın mevcut değerini belirlemek için, multimetrenin okumaları sensörün katsayısı ile çarpılır. Önemli olan, ölçüm cihazının gerekli giriş empedansına sahip olmasıdır.

Ölçüm cihazının sadece voltaj (voltmetre veya osiloskop) ile bir girişi varsa, o zaman bir akım sensörü kelepçeleri ile de kullanılabilir. Bunun için, sensörün akım çıkışı, bir ölçüm akımı transformatörü prensibi kullanılarak cihazın girişi ile koordine edilmelidir. Daha sonra alternatif voltajın değerleri ölçülen alternatif akımla orantılı olacaktır.

Sadece alternatif değil, aynı zamanda doğru akımı da ölçebilen akım kelepçeleri vardır. Bu tür kenelerde, çalışma prensipleri, mevcut parametreler, oluşturduğu manyetik alan parametrelerinden elde edildiğinde, yarı iletkene etki ederek ve içinde Hall etkisini başlatan Hall etkisine dayanır.

Ölçülecek akımın manyetik alanına dik bir yarı iletken ince bir plaka monte edilmiştir. Plakaya, Lorentz kuvvetinin enine yönde etkisi altında harici bir manyetik alanda sapan belirli bir yönde (diyelim ki) bir uyarma akımı uygulanır ve daha sonra bu yönde emf (Hall voltajı), plakanın kenarlarında ölçülebilir.

Plaka boyunca sabit bir uyarma akımı ile Hall EMF ve ölçülen akımın manyetik alan indüksiyonu ölçülen akımla orantılı olacaktır. Yani, Salon voltajı, sensördeki manyetik devrenin içinden geçen iletkendeki akıma karşılık gelir. Böyle bir devre, bir akım transformatörüne dayanan cihazlara göre büyük avantajlara sahiptir.

Hall EMF'nin üretimi manyetik indüksiyon vektörünün yönüne bağlı olmadığından, sadece büyüklüğüne bağlı olduğundan, Hall etkisine dayanan bir sensör hem alternatif hem de doğru akımı ölçer. Ek olarak, sensör manyetik alanın değişim (yön) fazını kesinlikle doğru bir şekilde yakalar ve bu nedenle akımın şeklini gözlemlemek için uygundur.

Hall sensörlü keneler bir veya iki dahili sensörle birlikte gelir. Çeşitli kene modellerinde geniş bir dinamik aralık ve frekans yanıtı, sinyal doğrusallığı ve yüksek doğruluk vardır.

Bu kerpetenlerin kapsamı, pahalı şöntlerin gömülmesine gerek kalmadan 1500 A'ya kadar doğru akıma sahip tüm ekipmanları kapsar. Onlarca kilohertz frekansı ile alternatif akım, Hall efektine dayanan keneler kullanılarak da ölçülebilir ve mevcut şekil çok farklı olabilir, rms değeri bulunur.

Milivolt cinsinden çıkış sinyali, ölçülen akımla orantılı olarak çoğu multimetre, osiloskop ve kaydedici tarafından kolayca algılanabilir.

Ampermetre nedir, çeşitleri, cihazı ve çalışma prensibi

Akım ölçüm kelepçeleri nasıl kullanılır

Güncel kelepçe uygulama örnekleri

Elektrik işleri yapmak için hangi araçlara ihtiyaç vardır?