Клещи для постоянного тока своими руками

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.

Самодельные токоизмерительные (токовые) клещи на датчике Холла, приставка к мультиметру

Принципиальная схема и конструкция самодельных токоизмерительных клещей для измерения тока, приставка к мультиметру.
Для измерения больших токов обычно пользуются бесконтактным способом, — специальными «токовыми клещами». Напомню, что это такой электронный измерительный прибор, типа мультиметра, у которого сверху торчит своеобразная прищепка.

Эту прищепку цепляют на провод и на цифровом табло появляются показания тока в данном проводе Преимущества такого способа очевидны, — чтобы измерить силу тока не нужно рвать цепь, что особенно важно при измерении больших токов.

Что нужно помнить

Важно помнить, что все работы по построению и обслуживанию электрических сетей, а так же по проведению электротехнических измерений должны выполняться только специально обученным персоналом, имеющим все необходимые допуски и наряд на выполнение работ под напряжением. Соблюдайте правила электробезопасности, а именно: используйте обувь на резиновой подошве (диэлектрические калоши), применяйте резиновые диэлектрические перчатки, работайте с напарником.

Кроме того, избегайте касаний голыми частями тела токоведущих частей, не допускайте образования электрической дуги. Если вы не являетесь аттестованным специалистом, и работаете без напарника и наряда на выполнение работ – вы полностью перекладываете на себя всю ответственность за возможные повреждения и травмы, которые вы можете получить в процессе их выполнения. Электричество опасно для жизни, важно помнить об этом, и соблюдать все меры безопасности. Особенно в том случае, когда речь идёт о проведении работ в щитовых. Ведь сила тока в них выше, чем в домашней сети, равно как и напряжение. Именно там и используются в основном токоизмерительные клещи. Не пренебрегайте возможностью обратиться за помощью к обученным специалистам, не рискуйте своей жизнью понапрасну. В случае если вы всё-таки решили провести подобные работы самостоятельно – изучите видео, прочитайте внимательно инструкции, как пользоваться токовыми клещами, и только после этого, с соблюдением всех мер безопасности, приступайте к работам. Как пользоваться токоизмерительными клещами видео смотрите ниже:

Конструкция

«Токовые клещи» для обычного мультиметра можно сделать самостоятельно, если у вас есть чувствительный датчик Холла, например, UGN3503. На рисунке 1 показана конструкция самодельной «клещи».

Нужен, как уже сказано, датчик холла, а так же, ферритовое кольцо диаметром 20-25 мм и большой «крокодил», например, для подключения чего-либо к автомобильному аккумулятору.

Кольцо нужно точно и аккуратно разломать на две половинки. Для этого кольцо нужно предварительно подпилить медицинской пилкой для ампул. Затем, поверхности слома обработать мелкой шкуркой. С одной стороны на одну из половинок кольца наклеить прокладку из толстой бумаги (чертежный ватман). С другой стороны на одну из половинок кольца наклеить датчик Холла.

Клеить удобнее всего эпоксидным клеем, но так, чтобы датчик плотно прилегал к месту разлома кольца. Затем, сложив обе половинки кольца как показано на рисунке 1 их нужно вставить в «пасть крокодила» и приклеить к «челюстям крокодила» тем же эпоксидным клеем.

В результате должна получиться конструкция, схематически показанная на рисунке 1. При нажиме на ручки «крокодила» ферритовое кольцо должно раскрываться вместе с его «челюстями».

Рис. 1. Конструкция самодельных токоизмерительных (токовых) клещей.

Проверенный «бюджетный» вариант

Вот, что надо предпринять для изготовления такого варианта:

в ферритовом кольце пропилить канавку по толщине корпуса;
на эпоксидный клей посадить МС;
сделать определенное количество витков на кольце (кол-во витков будет зависеть от конкретного напряжения);
в итоге получится бесконтактный вариант реле, функционирующий на электромагнитной основе.

Точность срабатывания такого ДТ и регулярность достаточно высокая. Единственным недостатком схемы можно назвать кол-во витков, определяемых чисто эмпирически. На самом деле расчетов конкретного типа нигде и нет. Приходится определять число витков для конкретного сердечника.

Принципиальная схема

Теперь от электронной части. Принципиальная схема приставки к мультиметру показана на рисунке 2. При прохождении тока по проводу вокруг него возникает магнитное поле, силовые линии которого пронизывают датчик Холла, и на его выходе появляется некоторое постоянное напряжение.

Это напряжение усиливается по мощности операционным усилителем А1 и поступает на вход мультиметра. Зависимость выходного напряжения от тока: 1А = 1 mV. Подстроечные резисторы R3 и R6 должны быть многооборотными.

Рис. 2. Принципиальная схема самодельных токоизмерительных (токовых) клещей.

Схема на микросхеме 711

ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год! Читать дальше»

ACS 711 – тот самый чип, благодаря которому удастся изготовить токовый датчик или ТД на основе ДХ (датчика Холла). ЧД такого датчика будет равен почти 100 кГц, что будет вполне эффективно для проведения измерений.

Микросхема этого типа имеет выход, который интегрируется с усилителем. Последний, в свою очередь, за счет своей оперативности способен увеличивать возможности схемы вплоть до 1 А/В.

Что касается питания, то напряжение на усилитель поступает за счет применения внутреннего источника 2-полярного типа. Это может быть вариант NSD10 либо какой-нибудь другой. Сама микросхема питается уже посредством стабилизатора, имеющего выход с напряжением 3,3 В.

Налаживание

Для налаживания нужен лабораторный источник питания с выходным током не менее ЗА, со встроенным амперметром.

Сначала подключите приставку к мультиметру и откалибруйте её на нуль подстройкой R3 при среднем положении R2. Затем, перед каждым измерением нужно будет устанавливать ноль переменным резистором R2.

Установите на источнике минимальное напряжение и подключите к нему мощную нагрузку, например, лампу от автомобильной фары.

На один из проводов, идущей к этой лампе, нацепите «клещу» (как показано на рисунке 1). Увеличивайте напряжение пока амперметр источника не покажет 2-2,5К.

Подстройте R6 так, чтобы показание мультиметра в милливольтах были равны показанию амперметра источника в амперах. Проверьте показания, изменяя силу тока в ту и другую сторону (уменьшая — увеличивая ток и сравнивая с амперметром источника).

При помощи данной приставки можно измерять ток до 500А. Например, можно измерить ток потребления автомобильным стартером в момент пуска двигателя.

Источник

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

Принцип работы измерительных клещей

Принцип работы электроизмерительных клещей во многом похож на работу подстанции – имеется измерительный трансформатор и прибор для замера электрических параметров: тока, напряжения и т.п. Как вы знаете, любой, в том числе и измерительный, трансформатор состоит из двух и более обмоток.

В электроизмерительных щипцах первой обмоткой является проводник, измерение силы тока которого мы производим. Вторая обмотка с большим количеством витков находится в самих щипцах. Прибор анализирует ток во вторичной обмотке и с учетом известного коэффициента трансформации высчитывает величину электротока в проводнике.

На рисунке ниже можно наглядно посмотреть принцип работы этого измерительного устройства.

Стоит отметить, что измерения тока электроизмерительными щипцами не сложное и очень удобное занятие. Нужно всего лишь установить на рукоятке необходимую величину, разомкнуть рукоятки, пропустить в клещи проводник и отпустить одну рукоятку.

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.

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

Готовый ДТ MLX91206

Кумулятивная схема, где используется тончайший слой ферромагнитоструктуры или ИМС. Последний выступает в качестве коммутатора магнитполя, обеспечивая тем самым, высокое усиление и наладку эквивалентности шумосигнала. Более актуален этот вариант ДТ для измерения постоянно-переменного напряжения до 90 кгц с изоляцией омического свойства, что характеризуется незначительными внедряемыми потерями и малым временем отклика.

Кроме того, из преимуществ можно выделить простоту сборки и маленькие размеры фюзеляжа.

ДТ MLX91206 – это регулятор, который пока удовлетворяет спрос в автопромышленности. Помимо этого, ДТ этого типа применяется в других источниках питания: для защиты от перегрузки, в двигательных системах и т.д.

Чаще всего ДТ на микросхеме MLX91206 применяется в гибридных автомобильных системах, как автоинверторы.

Интересно и то, что датчик этот оснащен качественной защитной системой от перенапряжения, что позволяет использовать его в качестве отдельного регулятора, интегрированного к кабелю.

Принцип функционирования датчика подобного типа основан на преобразовании магнитполя, возникаемого от токов, проходящих сквозь проводник. Схема не имеет верхнего ограничения измеряемого уровня напряжения, так как выход и его параметры в данном случае зависят от проводникового размера и непосредственной дистанции от ДТ.

Что касается отличий этого типа ДТ от аналогичных:

Скорость аналогового выхода, которая выше (этому способствует ЦАП 12 бит).
Наличие программируемого переключателя.
Надежная защита от переплюсовки и перенапряжения.
Выход ШИМ с разрешением АЦП 12 бит.
Большущая полоса пропускания, параметры которой равны 90 кГц и многое другое.

Одним словом, ДТ этого типа является компактным и эффективным датчиком, изготовленным по технологии Триасис Холл. Технология подобного типа считается классической и традиционной, она чувствительна к плотности потока, который приложен четко параллельно поверхности.

Измерения, которые удается провести с помощью готового датчика, изготовленного по технологии Триасис Холл, делятся на измерения небольшого напряжения до 2 А, тока средн. величины до 30 А и токов до 600 А (больших).

Рассмотрим подробнее возможности этих измерений.

Малые токи измеряются с помощью датчика за счет повышения параметров магнитполя через катушку вокруг ДТ. В данном случае чувствительность измерения будет обусловлена габаритами катушки и кол-вами витков.
Токи в диапазоне до 30 А или средние токи измеряются с учетом допустимости напряжения и общей рассеиваемости мощности дорожки. Последние обязаны быть довольно толстыми и широкими, иначе непрерывной обработки среднего тока достичь не удастся.
Наконец, измерение больших токов – это использование медных и толстых дорожек, способных приводить напряжение на обратной стороне печатной платы.

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

Описание конструкции самодельных токовых клещей

Меры безопасности при работе с токоизмерительными клещами

При работе с токовыми клещами

, как и при работе с любым другим инструментом, следует придерживаться определенных мер безопасной эксплуатации. Поэтому работая с этим прибором запрещается:

превышать величину перегрузочной способности прибора, указанную для определенного диапазона измерений;
смена положения переключателя диапазонов измерения при нахождении токоведущего проводника в объятиях клещей-магнитопровода;
проводить измерения сопротивления в схеме под напряжением;
трогать, прикасаться к незадействованным разъемам токоизмерительных клещей, в то время когда они подключены к токоведущим элементам.

ElektroMaster.org Ремонт и обслуживание бытовых электроприборов своими рукамиСоветы, руководства..

Яндекс.Директ
Амперметр — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора.

В электрическую цепь амперметр включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют; для увеличения предела измерений — с шунтом или через трансформатор.

(Примером амперметра с трансформатором являются «токовые клещи»

Токовые клещи — Амперметр для бесконтактного измерения больших токов, позволяет измерять силу тока бесконтактным способом с высокой точностью, не прерывая подачу электроэнергии потребителям.

При измерении силы тока щупы клещей, в которых вмонтированы ферритовые сердечники, как бы обхватывают проводник, оставаясь полностью изолированными от открытых участков проводов.

За счет образования ферритами колебательного контура при протекании тока по проводнику возникает магнитная индукция, значение которой прямопропорционально силе тока, протекающей по проводнику.

Это значение регистрируется токовыми датчиками токоизмерительных клещей и преобразуется в значение силы тока, которое либо высвечивается на дисплее токовых клещей (если он конструктивно предусмотрен), либо выдает значение на внешний мультиметр через выносные щупы. В зависимости от модификации, токовые клещи могут производить измерения силы как постоянного тока, так и переменного.

Общая характеристика

Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол, пропорциональный величине измеряемого тока.

Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.

Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными — силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры. Принцип действия

Принцип действия магнитоэлектрического прибора основан на создании крутящего момента, благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки. С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки пропорционален силе тока.

Электродинамические амперметры состоят из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействия между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки. В электрическом контуре амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при высоком напряжении или больших токах — через трансформатор.

В материале частично использована информация с wikipedia.org

Что измеряют токоизмерительными клещами

В токочувствительных частях прибора могут использовать два типа чувствительных элементов. В зависимости от этого, токовые клещи могут измерять:

постоянный и переменный ток;
только переменный ток.

При этом могут производиться измерения тока протекающего как по единственному проводнику, так и по нескольким проводникам.

Применяя можно производить замеры:

мощности электроприборов;
точности показаний приборов учета электроэнергии (например, электросчетчиков), сравнив показания токовых клещей с показаниями счетчика;
фактической нагрузки сети.

Как устроены и работают токовые клещи и как ими правильно пользоваться

Для диагностики неисправностей в электрооборудовании или электроустановок часто необходимо провести измерение токов. Есть два варианта: воспользоваться амперметром или с помощью токовых клещей.

Первый вариант можно сделать с помощью обычного мультиметра, но он плох тем что нужно делать разрыв цепи, а это не всегда возможно и не всегда удобно для проведения корректных измерений.

Второй способ, токоизмерительные клещи, позволяет узнать ток в цепи не разъединяя её. В этой статье мы рассмотрим, как пользоваться токовыми клещами и как они устроены.

Принцип работы токовых клещей основан на явлении электромагнитной индукции. Проводник, в котором измеряется ток, вводится в магнит провод, на котором намотана вторичная обмотка.

Измеряемый ток в этом случае называется первичным, а ток в измерительной катушке (вторичной обмотке) – вторичным. При этом его величина пропорциональна первичному току и его можно рассчитать.

Магнитопровод клещей состоит из двух частей, одна из которых подвижна, такая конструкция нужна для того, чтобы, раскрыв магнитопровод с помощью рычага, ввести проводник для измерений.

Аналогично работают и трансформаторы тока, но их магнитопровод цельный и надевается на шину или жилу кабеля.

Ранее токоизмерительные клещи, в большинстве своем, могли измерять только переменный ток, поскольку ЭДС на обмотке может возникать только при условии переменного магнитного потока, создаваемого переменным электрическим током.

Большинство же современных, даже самых дешевых моделей, способно измерять как постоянный, так и переменный токи. Измерение постоянного тока стало возможным благодаря использованию датчика Холла.

Также поддерживаются функции стандартные для мультиметров – измерение сопротивления, напряжения, частоты, прозвонка цепей, а иногда есть возможность подключения термопары для определения температур.

Итак, клещи для измерения тока состоят из:

1. Составного подвижного магнитопровода.

2. Основной части корпуса с дисплеем, селектором выбора пределов или выбора измеряемой величины (если пределы выбираются автоматически), а также разъёмами для подключения щупов, для работы в режиме Омметра, прозвонки или вольтметра.

3. Внутри корпуса расположена плата с микросхемами, иногда и с переменными резисторами для точной подстройки точности измерений.

Для измерения тока в труднодоступных местах некоторые клещи комплектуются дополнительным измерителем с гибким чувствительным элементом. Примером является продукция фирмы Fluke, он может идти в комплекте или продаваться отдельно.

Особенности и ошибки проектирования токового трансформатора

Хочу обратить Ваше внимание на то, что напряжение на выходе трансформатора тока будет двуполярным даже если в измеряемой цепи протекает пульсирующий однополярный ток. Трансформатор не может передавать постоянное напряжение. Он передаст на выходную обмотку только переменную составляющую измеряемого тока.

Еще одно замечание. Шунт вторичной обмотки должен пропускать электрический ток в обе стороны. Недопустимо ставить последовательно с выходной обмоткой диод. Это может привести к скачкам напряжения на этой обмотке, насыщению трансформатора, помехам в измеряемой цепи, пробою диода. Можно сначала поставить шунтирующий резистор, а уже потом снять с него напряжение через диод, или поставить мост с включенным в его диагональ шунтирующим резистором. Мост, как известно, обладает двусторонней проводимостью со стороны входов переменного напряжения.

Токовые клещи. Измерение токовыми клещами

Токовые клещи представляют собой удобное средство для измерения тока в быту и на предприятиях. Функциональность таких устройств обеспечивается за счет применения принципа Давайте рассмотрим строение данных приспособлений, особенности их эксплуатации и способы применения.

Назначение

Токовые клещи дают возможность замерять показатели протекающего постоянного или без обесточивания проводников. В результате возникает возможность контроля потребляемой силы тока и проведения необходимых монтажных работ при функционирующем оборудовании. Данная особенность делает токовые клещи вторыми по уровню востребования в арсенале электриков сразу же после мультиметра.

Конструкция

Стандартные токовые клещи постоянного тока отличаются следующим строением:

Магнитные клеммы.
Кнопка раскрытия держателей.
Переключатель методики измерения показателей тока.
Дисплей.
Элементы подсоединения щупов.
Система фиксации показателей в памяти прибора.

Особенности эксплуатации

Пользоваться прибором достаточно просто. Для начала переключатели устанавливаются в необходимое положение. Клещи обхватывают контакты, после чего фиксируются показатели.

Основная сложность при эксплуатации прибора заключается в необходимости выделения отдельного электрического проводника. Обхват клещами провода вместе с нулем и фазой приводит к получению суммарного тока, который протекает по всем жилам.

Применяя токовые клещи для удержания всего кабеля целиком, в идеале электрик получает нулевой показатель. Если же при подобном способе подсоединения прибор покажет прочие значения, это может свидетельствовать о наличии утечки в цепи.

В любом случае для правильной эксплуатации измерительного агрегата и получения адекватных показателей необходимо отыскать место, где возможно разделение отдельных электрических проводников. Иногда для этого достаточно заглянуть в распределительный щиток.

К сожалению, производить измерения токовыми клещами можно далеко не везде, что выступает очевидным минусом прибора. Однако данный недостаток полностью перекрывается возможностью выполнения замеров без разрыва цепи.

Как использовать токовые клещи: инструкция

Измерительное устройство подсоединяется к электрическому проводнику в следующей последовательности:

Выбирается место, где имеется возможность для свободного обхвата клещами одиночного кабеля.
Ручка переключения режимов переводится в необходимую позицию. Для сетей переменного тока используется обозначение «A

». При постоянном токе выбирается указатель «A-». Соответствующие данные, что свидетельствуют о выборе того или иного режима, дублируются на дисплее.

Нажимается кнопка раскрытия клещей, после чего захваты устанавливаются перпендикулярно проводнику.
Приспособление для разжима отпускается, что приводит к замыканию цепи.
Полученные значения фиксируются на дисплее. При необходимости данные можно записать в память устройства.

Меры безопасности

Чтобы измерение токовыми клещами прошло без негативных последствий как для состояния цепи проводников либо электрического прибора, так и для здоровья пользователя, необходимо обратить внимание на некоторые требования предосторожности.

В ходе замеров электроизмерительные захваты необходимо удерживать на весу. Не рекомендуется наклоняться либо дотрагиваться к клещам в ходе снятия показаний. Приветствуется наличие специальных электростатических рукавиц.

При работе с электрическими установками мощностью до 10 кВт запрещено применение выносных приборов либо переключение пределов измерения при подсоединенных контактах. Чтобы изменить значение, необходимо убрать клещи с проводников.

Работать токовыми клещами не стоит на опорах воздушных линий с напряжением до 1000 В. При наличии такой необходимости применяются специально предназначенные для данных целей приборы.

Сферы применения

С помощью токовых клещей становится возможным:

Определение фактической нагрузки в сети. Для измерения показателя в однофазных сетях выполняется замер на вводном проводе. Полученные данные в амперах умножаются на напряжение в электрической сети и косинус межфазного угла.
Измерение мощности отдельных электроприборов. При возникновении подобной необходимости определяется сила тока на участках цепи без необходимости отключения потребителя энергии. Показатель мощности также рассчитывается согласно вышеуказанной формуле.
Проверка работоспособности устройств, предназначенных для учета расхода электрической энергии, сверка значений счетчиков с объективным, фактическим потреблением.

Как выбрать токовые клещи?

Осуществляя выбор эффективного средства для измерения нужных показателей в проводниках без разрыва электрической цепи, следует определиться с необходимым функционалом и возможностями устройства. Это прежде всего фиксация показателей переменного либо

Определенную роль играет специфическая форма прибора. Значение также имеет диапазон рабочих частот, точность измерения показателей, наличие необходимого и дополнительного функционала.

В целом же подобрать действительно полезный агрегат позволяет сопоставление собственных финансовых возможностей с задачами, которые предстоит выполнить.

ДТ на эффекте Холла: общий взгляд

Что такое эффект Холла? Как известно, это явление основано на том, что если поместить в магнитное поле какой-либо полупроводник прямоугольного типа, и пропустить сквозь него напряжение, то на краях материала обязательно возникнет электрическая сила, направленная перпендикулярно магнитному полю.

Именно по этой причине магнитный датчик принято называть ДХ в честь ученого Холла, которому удалось первым раскрыть этот самый эффект.

Что дает этот самый эффект в автомобильной электрике? Все просто. Когда к ДХ подносится напряжение, то на краях пластины (она бывает расположена внутри ДХ) возникает разность потенциалов, и дается значение, пропорциональное СМП (силе магнитного поля).

Таким образом, в автомобильной сфере удалось использовать бесконтактные элементы, значительно лучше показавшие себя на практике, чем детали, оснащенные контактными группами. Последние приходилось регулярно чистить, ремонтировать, менять.

Бесконтактные ДХ успешно контролируют, например, скорость вращения валов, широко используются в системах зажигания, применимы в тахометрах и АБС.

Для измерений силы тока в различных электрических цепях с помощью микросхемы АС712 это удается сделать. Эффект Холла в данном случае оказывает неоспоримую помощь. Таким образом, удается изготавливать датчик или регулятор электрического тока на ДХ.

Подобные датчики позволят измерять силу не только постоянного, но и переменного тока, получать значения в млА.

Как правило, модуль с микросхемой АС712 функционирует строго от 5В, зато позволяет измерять максимальный уровень тока до 5 А. При этом напряжение должно быть выставлено в пределах значений от 2 квт.

Вообще, ДТ применяются повсеместно в электротехнике для создания коммуникаций обратной связи. В зависимости от конкретного места функционирования, ДТ классифицируются на несколько видов. Известны резистивные ДТ, токово-трансформаторные, ну и конечно, ДТ на эффекте Холла.

Нас интересуют ДТ на эффекте Холла. Они еще называются открытыми регуляторами или приборами с выходным сигналом по напряжению. Предназначение их: бесконтактным способом измерять переменный, постоянный и импульсный ток в диапазонах от плюс/минус 57 до плюс/минус 950 Ампер при в.о. 3 млс.

Как выбрать токовые клещи. Характеристики и советы по выбору

В статье рассматривается устройство токовых клещей, их использование для измерения переменного и постоянного тока без разрыва электрической цепи, приводятся методики осуществления измерений, сравнение наиболее распространенных моделей, рекомендации по выбору.

Зачем нужны клещи токовые

Провести измерение протекающего по проводникам переменного или постоянного тока не разрывая электрическую цепь, можно только с помощью токовых клещей.

Это позволяет контролировать потребляемую различными установками и приборами силу электрического тока без остановки работы оборудования и выполнения дополнительных монтажных работ.

Благодаря этой особенности токовые клещи являются вторым по востребованности после мультиметра прибором в арсенале профессионального электрика.

Наиболее распространенная конструкция токовых клещей:

Магнитопровод в форме клещей.
Кнопка раскрытия магнитопровода.
Переключатель методики измерения.
Электронный дисплей.
Гнезда для подключения щупов.
Кнопка фиксации в памяти прибора результатов измерения.

VOLTCRAFT VC 605

Методы измерения

Для изготовления токочувствительной части данного прибора используется два типа чувствительных элементов, выполненных на базе датчика Холла или специального трансформатора. В зависимости от типа анализатора, токовые клещи могут измерять либо переменный и постоянный, либо только переменный ток. Рассмотрим принцип их работы боле подробно.

Токовые клещи переменного тока

Данные токовые клещи являются наиболее распространенными, что связано с простотой их конструкции и низкой стоимостью. Принцип их работы основан на использовании эффекта трансформаторного усиления сигнала.

1 — электрическая цепь; 2 — проводник; 3 — трансформатор; 4 — амперметр; 5 — магнитопровод

Измерение производится очень просто:

В раздвижной магнитопровод заводится проводник, на котором необходимо измерять ток.
Этот проводник для намотанной на магнитопровод катушки является первичной обмоткой трансформатора.
В зависимости от величины переменного тока, протекающего через проводник, будет изменяться напряжение на выходе измерительного элемента.

Токовые клещи постоянного тока

Данные приборы появились после обнаружения так называемого эффекта Холла — изменение напряженности магнитного поля в проводнике, через который протекает электрический ток, способствующий формированию в точке измерения потенциала, соответствующего величине приложенного к полупроводнику магнитного потока. На базе этого эффекта разработан специальный датчик, чувствительный как к переменному, так и постоянному магнитному полю.

1 — магнитопровод; 2 — основной ток; 3 — проводник; 4 — датчик Холла; 5 — выходной ток; 6 — компенсационная катушка

Дополнительным преимуществом использования датчика Холла является его быстродействие, что позволяет использовать приборы, построенные на его базе, для выявления коротких бросков тока.

Измерение токовыми клещами

Существует несколько методов измерения протекающего через проводник тока.

Измерение тока, протекающего по одному проводнику

Это наиболее распространенный способ измерения. Проводник заводится в магнитопроводные клещи, которые располагаются под прямым углом к плоскости проводника. На приборе выставляется требуемый диапазон измерения. Величина измеренного тока будет выведена на экран прибора.

Одновременное измерение тока, протекающего по нескольким проводникам

Если в магнитопровод токовых клещей завести сразу несколько проводников, то прибор измеряет разностную величину протекающего по ним тока. Например, если для сети 220 В производить одновременное измерение тока на «фазе» и «нуле» одной цепи, то прибор покажет ток утечки в нагрузке.

Усиление слабых сигналов

Для измерения малых величин тока допускается усиливать подаваемый на датчик сигнал за счет намотки проводника на магнитопровод прибора. При этом реальное значение протекающего по нему тока определяется путем деления полученного на индикации прибора значения тока на количество сделанных проводом витков.

Разновидности токовых клещей, их достоинства и недостатки

Токовые клещи со стрелочной индикацией

KYORITSU KEW SNAP 2608A

Данный тип приборов один из первых, в котором стали использовать трансформаторные системы измерения переменного тока с изменяемым количеством витков на вторичной цепи.

прибор обладает минимальной стоимостью, в рабочем диапазоне частот с высокой точностью измеряет действующую величину тока.

может работать только в узком диапазоне частот.

Использование стрелочной индикации делает его чувствительным к ударам и снижает точность измерения.

Токовые клещи с цифровой индикацией

Большинство современных приборов выпускаются с микроконтроллерной системой обработки сигналов, это позволяет упростить считывания показаний прибора, использовать автоматическую калибровку диапазона измерения, организовать запись измеренной величины тока в память прибора.

низкая точность измерения тока, отличающегося по форме от синусоиды.

Токовые клещи для подключения к мультиметрам и осциллографам

Данная разновидность измерительных приборов используется для расширения возможностей уже имеющихся приборов (мультиметров, осциллографов и т. д.). Основной их особенностью является отсутствие на корпусе прибора индикации измеряемого сигнала.

высокоточное измерение параметров.

для работы необходим дополнительный прибор для индикации.

Высоковольтные токоизмерительные клещи

Для работы с высоковольтными цепями с напряжением свыше 1000 В используются специальные приборы с улучшенной электрической изоляцией, гарантирующей безопасность работника во время осуществления измерений. Такие приборы позволяют контролировать ток на различных трансформаторных подстанциях и распределительных узлах.

возможность работы с высоковольтным оборудованием.

возможность измерения только переменного тока в узком диапазоне частот.

Основное назначение электроизмерительных клещей

Электроизмерительные клещи в основном используются для замера показателей силы тока в проводнике. Именно силы тока в проводнике, а не кабеле. Эта особенность обусловлена принципом функционирования этого прибора. На этом остановимся немного позже, а сейчас рассмотрим функционал измерительных клещей.

Функционал данного прибора в значительной мере похож на мультитестер, но здесь есть одно отличие, которое заключается в измерении именно показателей электрического тока:

1.Для измерения величины электротока используются клещи, а не щупы как в тестере. Благодаря такой особенности для замера не нужно разрывать электрическую цепь.

2.Пределы измерений – до 1000 Ампер.

В остальном использование электроизмерительных щипцы идентично применению тестера.

Основные элементы измерительных клещей:

разъемный измерительный трансформатор – клещи;
рукоятка для размыкания щипцов;
корпус прибора;
переключатель функций и диапазонов;
выходные разъемы;
кнопка для фиксации замеров.

Переключатель устройства имеет несколько режимов измерений:

переменный ток – ACA;
постоянный ток – DCA;
переменное напряжение – ACV;
постоянное напряжение – DCV;
прозвонка – значок сигнала;
проверка диодов – значок диода;
сопротивление – греческая буква омега.

Принцип подключения проводов к разъемам:

разъем «VΩ» — красный провод;
разъем «COM» — черный провод;
разъем «EXT» — измеритель изоляции.

С этим вопросом вроде разобрались, можем переходить к следующему.