Когда речь заходит про измерение тока, 90% обычных людей прежде всего представляет замер напряжения. Но другие параметры электропитания не менее важны. Потому надо разобраться, что из себя представляет амперметр переменного тока.
Особенности
Как нетрудно понять уже по названию, амперметр — это устройство для определения силы тока в амперах или производных кратных (дольных) единицах системы СИ. Конкретная единица измерения определяется точностью каждого прибора. В любую электрическую цепь амперметр включается по последовательной схеме по отношению к обследуемому участку цепи. В результате критически важно внутреннее сопротивление прибора.
В идеале оно должно быть сведено к нулю, чтобы предотвратить воздействие внутренней среды аппарата на объект и не понизить точность промера.
Чтобы расширить пространство измерений, используют шунты либо трансформатор. Шунтами оборудуются те устройства, которые рассчитаны на использование в цепях как постоянного, так и переменного тока. Правила безопасности категорически запрещают использование амперметров при прямом подсоединении к источнику питания. Это неизбежно провоцирует короткое замыкание. Но приборы, измеряющие силу тока, могут иметь различное исполнение — и об этом тоже надо сказать.
Другие способы проверки аккумулятора мультиметром
Классическим способом проверки емкости аккумулятора можно назвать применение контрольного заряда:
- Для начала проводят полную зарядку аккумулятора.
- Затем придают нагрузку так, чтобы ток разрядки был расчетным согласно данным с паспорта.
- После этого в цепь включают измерительный прибор.
- Измеряют время, которое понадобится для снижения показателя силы тока менее чем 50% от нужного показателя. Подобное время указано в паспорте АКБ.
Современные аккумуляторы в хорошем состоянии теряют силу тока при прохождении примерно указанного расчетного времени. Если этот процесс происходит быстрее, значит аккумулятор теряет свою емкость.
>
Разновидности амперметров
Принято делить их на 3 главных типа конструкций:
- стрелочный электромеханический;
- стрелочный электронный;
- полностью цифровой с современными стандартами индикации измерений.
Стрелочные приборы распространены больше остальных, потому что они отличаются большой надежностью и простотой. Для измерения силы переменного тока могут применять индукционные, детекторные и прочие амперметры, кроме магнитоэлектрических устройств (рассчитанных на постоянный ток). Иногда встречается оснащение аппаратов со стрелочной головкой специальными электронными контурами, которые усиливают передающийся сигнал.
Также электроника позволяет исключать перегрузки, отсеивать посторонние шумы и наводки. За последние годы доля цифровых амперметров заметно выросла, но они все еще остаются «на вторых ролях».
Сама цифровая индикация может быть выполнена на базе как жидких кристаллов, так и светодиодов. Если говорить о стрелочных приборах, то разница между ними касается того, как именно создается вращение стрелки. В электромагнитных аппаратах оно возникает в результате механического действия тока в промежутке между катушкой и движущимся сердечником из ферромагнитного материала. К сердечнику и крепится стрелка. Задание угла поворота происходит, когда становятся равными вращающий момент и сопротивление рабочей пружины.
Отдельного внимания заслуживают щитовые амперметры. По принципу работы они почти не отличаются от других типов. Вместо отдельной «коробочки» используется целый «щит», обеспечивающий стабильность положения прибора. Именно такие устройства востребованы:
- в производственных цехах;
- в лабораториях промышленных предприятий;
- в учебных заведениях;
- на генерирующих и распределяющих ток объектах;
- в бортовой аппаратуре транспортных средств;
- в автоматизированных комплексах;
- в трансформаторных подстанциях.
▍Итоги
Реальную ёмкость аккумулятора можно проверить только контрольным разрядом, и никак иначе.
Все восемь рассмотренных приборов семи моделей от шести производителей измеряют не погоду на кольцах Сатурна, а внутреннее сопротивление 12-вольтовой свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. На основании измеренного внутреннего сопротивления по некоторому алгоритму рассчитывается ток холодной прокрутки в заданном стандарте.
Исходя из числа пунктов меню, можно предположить, что для каждого стандарта должен быть особый алгоритм, (или набор коэффициентов единого алгоритма), для разряженной и заряженной АКБ, а также для аккумуляторов разных типов. По факту, ни в одном из испытанных тестеров число пунктов меню не соответствует числу алгоритмов, (или наборов констант).
Три модели из семи имеют пункты «перед зарядкой» и «после зарядки», которые ничего не делают, лишь только заставляют пользователя потратить время на лишнее нажатие кнопки. Все 7 моделей имеют только 2 алгоритма с различимыми результатами, плюс у двух моделей работает поправка на уровень заряженности AGM аккумулятора со спиральными пластинами Планте.
Создаётся впечатление, что разработчики собирались реализовать много функций, и предусмотрели для них пункты меню, но по какой-то причине этого не осуществили. Либо это множество пунктов должно, по мнению авторов приборов, упростить пользователю выбор, какой аккумулятор каким образом проверять. Или же много пунктов меню сделано для красоты: психологически прибор кажется более многофункциональным, сложным и умным.
У Lancol, Autool и All-sun заметно значительное сходство интерфейса, говорящее о том, что все эти приборы — плоды развития одного прототипа. A TooL it DBT300 выглядит вообще как клон DHC BT280 или OEM продукт, заказанный на том же заводе.
Из семи моделей тестеров всего три показали паспортное значение ТХП нового AGM аккумулятора: Autool BT-360, DHC BT280 и TooL it DBT300
. Это даёт основания доверять в измерениях автомобильных AGM именно этим моделям.
Напоследок, не будем забывать, что карманные экспресс-тестеры не являются поверенными прецизионными лабораторными приборами, особенно при современной ситуации с аккумуляторами, когда встречается так много инновационных конструктивных особенностей, влияющих на характеристики.
Разработчики с трудом поспевают за производителями АКБ, ведь характеристики даже двух батарей одного модельного ряда в одном корпусе, с одинаковыми сепараторами и пластинами, но число пластин различается на единицу, могут быть очень разными. Соответственно разными должны быть коэффициенты для вычислений. Потому в память фирменных авторизованных тестеров закладывают данные по конкретным артикулам аккумуляторных батарей, и тогда точно известно, с какими эталонами и какими поправками сравнивать.
А рассмотренные в статье и подобные им бытовые приборы доступны, занимают мало места, и способны поведать многое о различиях аккумуляторных батарей и динамике состояния той или иной батареи. Каждый тестер проявил повторяемость результатов, и может быть использован при обслуживании АКБ и автолюбителями, и профессионалами.
Могут ли показания такого экспресс-тестера быть основанием для экспертного заключения о состоянии АКБ?
— В той же степени, как показания медицинского термометра и сфигмоманометра для медицинского заключения. Врач не может руководствоваться всего лишь двумя простыми приборами, ему необходимы многие другие данные из истории болезни пациента, а также знания и опыт в медицине по своей специализации. Так и аккумуляторщику необходимы данные, знания и опыт. А маленькие верные помощники, — автоматические приборы, — берут на себя рутину и помогают высвободить потенциал человека для решения творческих задач. Ведь без творчества и интуиции ни одна профессия невозможна.
В данном исследовании мы осветили только функции измерения стартерных характеристик аккумуляторных батарей. Приборы экспресс-теста АКБ «умеют», кроме этого, оценивать качество работы бортовой сети автомобиля, — зарядное напряжение, его пульсации и просадку током зарядки аккумулятора после запуска двигателя. Этих функций мы коснёмся в наших следующих публикациях, которые будут посвящены нескольким моделям «народных» тестеров Konnwei.
Что еще нужно знать про амперметры переменного тока
В практических измерениях силы тока используют 3 основные единицы — собственно ампер, микроампер и миллиампер. Сокращенные обозначения — А, мкА и мА соответственно. По используемой единице измерения выделяют:
Шунты, которые раздвигают диапазон измерений, подсоединяют при помощи особых гаек. Подключение шунта к измерительному прибору должно производиться строго до включения питания. Необходимо внимательно следить за соблюдением полярности при подключении, в противном случае прибор «измерит» отрицательное значение силы тока. Электромагнитный амперметр менее чувствителен, чем магнитоэлектрический, но зато подходит как раз для замеров переменного тока.
Что касается ферродинамических измерителей, то они устроены по тому же принципу, что и электродинамические.
Но преимуществом в этом случае будет лучшая защита от негативных внешних факторов. Отпадает необходимость использовать внешние защитные экраны для противодействия наводкам. Сама конструкция — чисто механически — проста и надежна, стабильна при любых нормальных ситуациях. Из-за этого ферродинамический амперметр используют в ответственных отраслях промышленности и на оборонных объектах. Пользоваться им к тому же сравнительно просто, а точность замеров выше, чем у других аналоговых аппаратов.
▍Lancol Micro-200
Следующим испытываем Lancol Micro-200.
Он умеет показывать миллиомы. Процент заряженности, как и предыдущий Ланкол, отображает 98, а не 100. Видимо, разработчики считают, что на сто процентов никто свинцовые аккумуляторы не заряжает. На самом деле, в очень многих случаях оно так и есть, а уж высокое НРЦ — напряжение разомкнутой цепи, оно же ЭДС без нагрузки, — часто свидетельствует как раз о недозаряде с расслоением электролита.
У Lancol Micro-200 видим те же два алгоритма, что у Micro-468: для обычных «мокрых» (WET) АКБ со свободно плещущимся электролитом и для всех остальных «продвинутых». Бессмысленные пункты «после зарядки» и «перед зарядкой» из меню убрали.
Отличия амперметров различных конструкций
Амперметр постоянного тока, предназначенный для измерения малых значений, может иметь в основании магнитоэлектрическую систему. Его принцип действия основан на взаимодействии катушки, через которую протекает ток и постоянного магнита. Преимуществом такой конструкции является высокая чувствительность и равномерная шкала. Недостатками магнитоэлектрической системы является невозможность работы с переменным током и сложность конструкции. Высокая цена на магниты также снижает конкурентную способность приборов такого типа. Наиболее точная фиксация показаний начинается после 2/3 шкалы. Данная система применяется и на вольтметрах.
В отличие от предыдущего прибора амперметр переменного тока в своей основе имеет электромагнитную систему. Наиболее часто такие устройства используются в сетях на 50-60 Герц. Устройство амперметра предполагает наличие одного либо двух сердечников, соединенных с стрелочным механизмом. Преимуществом конструкции является универсальность, позволяющая помимо переменного измерять и постоянный ток. Сопротивление амперметра электромагнитного типа выше, чем у других моделей, что отражается в худшую сторону на точность результата. Шкала нелинейная, поэтому показания амперметра считать затруднительно. В некоторых случаях в первой половине шкалы ставится точка, говорящая о невозможности измерить ток в данном диапазоне, сохраняя в норме погрешность.
Для уменьшения воздействия влияния внешних магнитных полей используются амперметры ферродинамического типа. Устройство характеризуется высокой точностью измерений. Это позволяет отказаться от установки в приборе дополнительных защитных экранов. В основе конструкции лежит замкнутый ферримагнитный провод. Стрелки амперметра показывает измеряемую величину на нелинейной шкале. Показания амперметра можно снять с требуемой погрешностью не во всем диапазоне измерений, а лишь начиная со значения, обозначенного точкой.
Среди стрелочных амперметров существует электродинамический тип. Особую популярность он не получил из-за высокой чувствительности к окружающим магнитным полям. Перед тем как подключить амперметр важно обеспечить защиту от внешнего воздействия. Преимуществом прибора является его универсальность. Также при хорошем магнитном экранировании прибор покажет высокую точность, поэтому электродинамические устройства используются для поверки других амперметров.
Цифровой измеритель силы тока наиболее удобен в пользовании, так как сразу показывает требуемое значение без необходимости получения данных с помощью стрелок амперметра. Часто он входит в состав мультиметра или электронного вольтамперметра. Наиболее современные приборы имеют возможность автоматически выбирать предел измерений. Прибор не чувствителен к горизонтальному либо вертикальному положению. Точность измерений зависит от дискретизации и алгоритма, заложенного для осуществления снятия показаний.
Выбор и подготовка прибора
При принятии решения, каким лучше типом мультиметра проверить АКБ, меньшее предпочтение пользователи отдают стрелочным приборам. Связано это не только с классом точности, но и сложностью в интерпретации полученных результатов. Использование же цифровых приборов удобнее в плане подготовки к работе и наглядности полученного результата.
Перед тем как проверить аккумулятора автомобиля мультиметром, тестер нужно правильно настроить. Для этого сначала проверяют исправность элементов питания. Если при включении цифрового прибора на его экране высвечивается пиктограмма с мигающей батарейкой, это означает, что питающий элемент необходимо заменить. Для стрелочного прибора сигналом о замене питающего элемента будет невозможность установить стрелку в нулевое положение. Для корректного получения результата следует не только использовать настроенный прибор, но и проследить за окружающей температурой. Оптимальной температурой считаются 20 градусов по Цельсию.
Настройка цифрового прибора заключается лишь в правильном выборе диапазона измерения и подключении измерительных проводов, в то время как аналоговый прибор перед использованием потребуется откалибровать. Так, перед измерением ёмкости АКБ понадобится установить стрелку в нулевое положение. Для этого, закорачивая зажимы щупов между собой, крутят ручку потенциометра, выведенную на корпус устройства.
Если откалибровать прибор не удаётся, то просто выполняется замена элементов питания. Перед измерением напряжения мультиметр также калибруется путём поворота ручки установки нуля до тех пор, пока стрелка не переместится на деление, обозначающее начало отсчёта шкалы.
Схемы подключения
Независимо от конструкции подсоединение прибора в сеть производится исключительно последовательно, что показывает схема подключения амперметра изображенная ниже. Подключение параллельно равносильно короткому замыканию, так как внутреннее сопротивление прибора очень мало. Правильность подключения прибора обеспечивает его сохранность и отсутствие повреждений в электросхеме.
Перед тем как подключить амперметр важно учесть:
- постоянный или переменный ток в сети;
- соблюдается ли полярность прибора;
- стрелка амперметра должна находиться за серединой шкалы;
- предел измерения больше максимально возможного скачка тока в электросхеме;
- окружающая среда соответствует рекомендуемым параметрам;
- измерительное место находится без воздействия вибрации.
Для измерения больших токов используются шунты. Амперметр подключается к выводам резистора параллельно. Результаты измерений подлежат дальнейшей обработке для вычисления силы тока протекающей в цепи.
Для гальванического разделения силовой и контрольной цепи используют измерительные трансформаторы тока. Амперметр подключается к специальным выводам. Используется такая схема для измерения токов, превышающих предел измерений прибора.
Производить измерения на цифровом амперметре гораздо проще. на него не воздействуют вибрация, правильное положение и магнитные поля. Не столь критично отреагирует прибор и на неправильно выбранную полярность. Превышать предел измерений не рекомендуется, так как можно повредить устройство. Большинство высокотоковых выходов мультиметров не имеют защиты плавким предохранителем.
▍TDHC BT280
Последний участник сравнительного теста DHC BT280
как две капли воды похож на предыдущий TooL it DBT300.
Этот экземпляр прибора много использовался длительное время, и начал завышать показания напряжения. Скорее всего, виной тому попадание капель серной кислоты внутрь прибора или аэрозоль серной кислоты, выделяющийся в атмосферу при заряде аккумуляторов и могущий разъесть токопроводящий слой металлоплёночных резисторов или образовать отложения электропроводных солей на плате. В описании правдиво заявлено, что корпус устройства аккумуляторной кислоты не боится. Внутренности, очевидно, боятся, и, как выяснилось, корпус защитил их не на сто процентов. С другой стороны, тестер продолжает работать, хоть и с погрешностью по напряжению.
Бесконтактное измерение тока
Для осуществления измерения силы тока без разрыва схемы существует специальный вид электрических амперметров под названием токовые клещи. Принцип действия основан на измерении магнитного поля, образующегося вокруг проводника с током. Данный эффект проявляется на переменном напряжении.
Показания амперметра имеют меньшую точность по сравнению с приборами, подключаемыми последовательно. При лабораторных измерения данный способ не используется, но в бытовых целях такой вид измерений достаточно удобен. Безопасность и простота работы с токовыми клещами намного выше, чем при использовании аналоговых приборов.
Какие аккумуляторы можно проверить мультиметром
Все виды аккумуляторов характеризуются такими параметрами, как ёмкость, сила тока или напряжение, поэтому с помощью измерительного прибора можно легко проверить любой аккумулятор на работоспособность.
Наиболее часто, по причине большой распространённости, приходится таким способом измерять показатели у автомобильных аккумуляторов, Ni-Cd, Ni-MH, Li-Pol и Li-Ion батарей.
Даже если автомобиль или гаджет оснащается штатными программами измерения заряда батареи, во многих случаях, такие утилиты показывают общую информацию о величине заряда. При этом, точности таких утилит не всегда стоит доверять.
Контроль тока заряда аккумуляторной батареи автомобиля
При использовании зарядного устройства существует необходимость замерять силу тока амперметром. Это позволяет контролировать процесс накопления энергии аккумулятором и избегать перезаряда с недозарядом. В результате срок службы АКБ значительно увеличивается.
После включения цепи амперметр покажет ток заряда. Точность измерений и прочие характеристики амперметра не столь важны для контроля передачи энергии. Погрешность измерения тоже не столь важна, так как следить необходимо за уменьшением показаний стрелки амперметра. Прибор, показывающий через несколько часов одно и тоже значение, говорит об полном заряде аккумулятора.
При работе множества аппаратуры возникает необходимость контроля силы тока. Стрелки амперметров или цифры на экране дискретного прибора показывают пользователю эту физическую величину. Производимые измерения необходимы как для поддержания рабочего состояния так и для сигнализации об возникновении аварийной ситуации.
Амперметрами называются приборы для измерения силы тока, величины тока. Данные приборы всегда включаются последовательно в цепь, измерение тока в которой требуется произвести. Амперметры, в отличие от вольтметров, обладают при включении в цепь чрезвычайно малым сопротивлением, чтобы процесс измерения минимально влиял бы на показания. Итак, амперметры служат для измерения величин токов.
При измерении значительных токов, через рабочую катушку прибора протекал бы недопустимо большой ток, что потребовало бы усложнять конструкцию, по этой причине, для возможности безопасного измерения больших токов прибегают к шунтированию рабочей катушки прибора, чтобы через саму катушку протекал не весть измеряемый ток, а только малая его часть. То есть измеряемый постоянный ток разделяют на ток шунта и ток рабочей катушки измерительного прибора, при этом шунт пропускает через себя почти весь ток измеряемой цепи.
Шунт подбирают таким образом, чтобы соотношение токов в нем и в рабочей катушке получалось 10 к 1, 100 к 1 или 1000 к 1, то есть соотношением сопротивлений шунта и измерительной цепи добиваются приемлемого режима работы измерительного прибора. Амперметры для измерения небольших токов градуируются в миллиамперах, и называются миллиамперметрами, также есть и микроамперметры.
Показатели” мультиметра
Мультиметр – востребованный инструмент не только у автомобилиста. Он используется в любых сферах, где приходится проводить измерения тока: напряжения, сопротивления и его силы.
Его многофункциональность характеризуется тем, что в состав прибора входят следующее:
- Вольтметр.
- Амперметр.
- Омметр.
Устройство компактное, его легко можно переносить и хранить в автомобиле. Благодаря постоянному использованию для проверки состояния АКБ, его можно поддерживать в рабочем состоянии на протяжении длительного времени.
Существует несколько вариантов исполнения подобного прибора.
При его выборе рекомендуется обратить внимание на следующее:
- Проводится измерение постоянного напряжения показателей в пределах от 0 до 200 мВ, а также 2 В, 20 В, 200 В, 1000 В.
- Постоянный ток может измеряться в пределах 2 мА, 20 мА, 200 мА.
- Переменное напряжение имеет разбег от 0 до 200 В, 750 В.
- Сопротивление можно измерять в пределах от 0 до 200 Ом.
Существуют более сложные варианты исполнения мультиметра.
