Прибор для измерения силы переменного тока. Приборы для измерения силы переменного тока: виды, принцип работы, применение

Какие бывают приборы для измерения переменного тока. Как работают амперметры и вольтметры переменного тока. Где применяются измерительные приборы переменного тока. Как правильно выбрать прибор для измерения силы переменного тока.

Виды приборов для измерения силы переменного тока

Для измерения силы переменного тока используются специальные электроизмерительные приборы — амперметры переменного тока. Основные виды таких приборов:

• Электромагнитные амперметры
• Электродинамические амперметры
• Ферродинамические амперметры
• Выпрямительные амперметры
• Цифровые амперметры переменного тока
• Токоизмерительные клещи

Каждый вид приборов имеет свои особенности конструкции и принципа действия. Рассмотрим их подробнее.

Принцип работы амперметров переменного тока

В основе работы амперметров переменного тока лежат различные физические явления, возникающие при протекании переменного тока:

Электромагнитные амперметры

Принцип действия основан на взаимодействии магнитного поля катушки с током и подвижного ферромагнитного сердечника. При протекании тока сердечник втягивается в катушку, отклоняя стрелку прибора.

Электродинамические амперметры

Работают за счет взаимодействия магнитных полей неподвижной и подвижной катушек с током. Подвижная катушка поворачивается, отклоняя стрелку.

Ферродинамические амперметры

По принципу схожи с электродинамическими, но имеют магнитопровод из ферромагнитного материала для усиления магнитного поля.

Выпрямительные амперметры

Преобразуют переменный ток в постоянный с помощью выпрямителя, а затем измеряют его магнитоэлектрическим механизмом.

Цифровые амперметры переменного тока

Цифровые амперметры переменного тока получили широкое распространение благодаря ряду преимуществ:

• Высокая точность измерений
• Широкий диапазон измеряемых токов
• Автоматический выбор предела измерения
• Возможность измерения истинного среднеквадратичного значения тока
• Дополнительные функции (измерение напряжения, сопротивления и др.)

Принцип работы цифровых амперметров основан на аналого-цифровом преобразовании измеряемого сигнала. Ток преобразуется в напряжение с помощью шунта или трансформатора тока, затем это напряжение оцифровывается и обрабатывается микропроцессором прибора.

Токоизмерительные клещи для измерения переменного тока

Токоизмерительные клещи — это портативные приборы для бесконтактного измерения силы переменного тока. Их основные особенности:

• Возможность измерения тока без разрыва цепи
• Широкий диапазон измерений (от единиц ампер до нескольких килоампер)
• Компактность и удобство использования
• Часто совмещают функции мультиметра

Принцип действия токоизмерительных клещей основан на использовании трансформатора тока с разъемным магнитопроводом. Измеряемый проводник охватывается магнитопроводом, наводимый во вторичной обмотке ток пропорционален измеряемому току.

Области применения приборов для измерения переменного тока

Измерительные приборы переменного тока широко применяются в различных областях:

• Электроэнергетика — контроль нагрузки в электрических сетях
• Промышленность — диагностика и настройка электрооборудования
• Электротранспорт — проверка тяговых электродвигателей
• Бытовая техника — измерение потребляемого тока приборами
• Научные исследования — изучение электромагнитных явлений

Выбор конкретного типа прибора зависит от условий и задач измерений.

Как выбрать прибор для измерения силы переменного тока

При выборе амперметра переменного тока следует учитывать несколько факторов:

• Диапазон измеряемых токов
• Требуемая точность измерений
• Частотный диапазон измеряемого тока
• Условия эксплуатации прибора
• Дополнительные функции и возможности

Для большинства бытовых и простых промышленных измерений подойдут цифровые мультиметры с функцией измерения переменного тока. Для профессионального применения лучше выбирать специализированные амперметры или токовые клещи с необходимыми характеристиками.

Правила безопасности при измерении переменного тока

Измерение силы переменного тока может быть опасным, поэтому важно соблюдать правила безопасности:

• Использовать приборы с соответствующей категорией безопасности
• Проверять целостность изоляции измерительных проводов
• Не превышать допустимые пределы измерения прибора
• При измерении высоких напряжений работать в диэлектрических перчатках
• Соблюдать правильный порядок подключения и отключения прибора

Строгое соблюдение этих правил поможет избежать поражения электрическим током при проведении измерений.

Современные тенденции в развитии приборов для измерения переменного тока

Развитие технологий приводит к появлению новых возможностей в области измерения переменного тока:

• Повышение точности измерений
• Расширение функциональности приборов
• Уменьшение размеров и энергопотребления
• Интеграция с компьютерными системами и сетями
• Использование беспроводных технологий передачи данных

Эти тенденции делают измерение переменного тока более удобным и информативным, открывая новые возможности для анализа и контроля электрических систем.

как называется и классификация, принцип работы и сфера применения, выбор

В XIX веке был изобретён особый электроизмерительный прибор, служащий для фиксирования силы переменного и постоянного тока в сети. Усовершенствованный в настоящее время прибор для измерения силы тока называется амперметр. Прибор включается в цепь по строгой последовательной схеме.

• Принцип работы и сфера применения
• Классификация измерительных приборов
• Эксплуатация устройства
• Правила выбора

Принцип работы и сфера применения

Уникальное строение прибора позволяет ему функционировать по простой схеме коммуникации. Вместе с постоянным магнитом на оси кронштейна располагается стальной якорь и закреплённая на нём стрелка. При воздействии на якорь постоянные магниты передают ему свои свойства. При этом позиция якоря располагается вдоль силовой линии, проходящей возле магнита.

Подобная позиция якоря задаёт нулевую отметку стрелки по градуированной шкале. Магнитный поток возникает при протекании тока от генератора или похожего источника по шине. Сохраняется прямой угол между силовыми линиями магнита и точкой расположения якоря. Силовой уровень взаимодействия потоков будет зависеть от величины и направления электрического тока, протекающего по шине. Именно на этот показатель отклоняется от нуля стрелка прибора.

Аналоговые и цифровые приборы используются во многих отраслях народного хозяйства и промышленности. Наиболее активная эксплуатация идёт на больших предприятиях, которые связаны с распределением и регенерацией тепловой, электрической энергии.

Агрегат широко применяется в следующих отраслях:

1. радиоэлектроника;
2. электротехника;
3. энергетическая ветвь промышленности;
4. строительство;
5. транспортные сети;
6. научно-исследовательские лаборатории.

Прибор используется не только в крупных предприятиях, но и в быту. Полезно иметь амперметр в личном автотранспорте. Он поможет в короткие сроки выявить неисправности электрооборудования даже в пути.

Классификация измерительных приборов

Принято деление амперметров на две большие группы: цифровые и аналоговые модели.

Последние имеют уникальную собственную градацию:

1. Электродинамическая модель. Активно реагирует на взаимодействия токового поля, протекающего по катушкам. Одна из катушек может свободно двигаться, а вторая неподвижно закреплена. Высокий спрос на изделие вызывается низкой ценой и отличными показателями работы. Часто его можно встретить в научных лабораториях.
2. Ферродинамическая. Обладает максимальной точностью и эффективностью использования. Устройство с таким механизмом не реагирует на посторонние источники магнитных полей. Помимо ферромагнитного замкнутого провода, в корпусе закрепляется сердечник и катушка. Модели этого вида немного дороже аналогов.
3. Электромагнитный тип. Наиболее простое по содержанию устройство, не оснащено плавающей обмоткой с сердечником. В зависимости от мощности тока сердечник, зафиксированный со стрелкой, двигается в сторону, чётко указывая на цифровое отображение измерения.
4. Магнитоэлектрический механизм. Был изобретён одним из первых. Принцип действия основывается на измерении уровня взаимодействия между магнитным полем и закреплённой неподвижно катушкой. Этот тип отличается минимальным потреблением мощности, что позволяет обеспечить минимальный коэффициент отклонения и достаточный уровень чувствительности. Шкала деления равномерна, между каждой из отметок сохраняется одинаковое расстояние.

По виду отсчетного устройства выделяют амперметры с пишущим механизмом, электронную технику, со световым и стрелочным указателями.

Эксплуатация устройства

Простое во внутреннем строении устройство требует соблюдения ряда правил эксплуатации:

1. Техника прихотлива к условиям хранения.
   Для всех механических и аналоговых изделий недопустимы сильная тряска, удары, падение. Любое неблагоприятное воздействие может привести к появлению погрешности в работе.
2. Используемый шунт должен быть немного ниже замеряемого тока. Закрепить его помогут специальные гайки.
3. В момент подключения следует обеспечить отсутствие подачи тока на исследуемое устройство.
4. Важным моментом является проверка полярностей.
5. Устройство сгорит при подключении в электросеть без подачи нагрузки.
6. Категорически запрещено касание оголенных проводков любыми незащищенными частями тела.
7. Каждые 6 месяцев рекомендуется проверять технику в органах Госстандарта.

Амперметр требует последовательного соединения в электрической цепи с нагрузкой. При больших токах используется трансформатор, шунт, магнитный усилитель и милливольтметр. Из стандартного ряда могут быть выбраны первичные токи шунтов при условии стандартизации вторичного напряжения в районе 75 мВ.

При высоком напряжении с отметкой более 1000 В в цепи переменного тока применяется гальваническая развязка амперметров, а в цепи постоянного — особые магнитные усилители.

Правила выбора

Современный рынок товаров и услуг предлагает потребителю огромное количество моделей амперметров. Выбрать прибор для измерения тока помогут основные правила:

1. Наиболее точные измерения даст прибор со средним сопротивлением до 0,5 Ом.
2. Зажимы контактов должны быть покрыты специальным антикоррозийным составом.
3. Основа качественной техники — герметичный корпус без повреждений. Предотвращение проникновения влаги не только максимально продлит срок службы, но и будет способствовать повышению точности показаний.
4. Тип агрегата целиком зависит от целей его использования.
5. Подключиться к разнообразным источникам для проведения исследований поможет компактное переносное устройство.
6. Существуют модульный тип исполнения амперметра, предназначенный для установки в посадочное место в силовом щитке.

Для исследования силы тока учёными был создан амперметр. Из-за малого внутреннего сопротивления это измерительное устройство не влияет на параметры тока в измеряемой цепи. Прибор нашёл широкое применение в крупной сетевой промышленности, в быту и домашнем хозяйстве.

Переменного тока и напряжения || «Электроприбор»

Э365 Амперметры и вольтметры переменного тока Амперметры и вольтметры Э365 предназначены для измерения тока и напряжения в сетях переменного тока. Приборы Э-365 в зависимости от конечных значений диапазонов измерений, нормальных значений частот имеют исполнения: Э365-1, Э365.1-1, Э365-2, Э365.1-2, Э365-3, Э365.1-3 — Класс точности — 1,5 Технические характеристики амперметров и вольтметров Э365 Наименование прибора Конечные значения диапазонов […]	Ц33-М1 Амперметры и вольтметры переменного тока Амперметры и вольтметры Ц33-М1 предназначены для измерения тока и напряжения в цепях переменного тока в диапазоне частот 45 — 10000 Гц и измерения тока частотой 50 Гц. Приборы Ц33-М1 выпрямительные с магнитоэлектрическим измерительным механизмом. — Класс точности 1,5. Класс точности амперметров Ц33-М1 с нормальной частотой или с нормальной областью […]	Е349 Амперметры и вольтметры переменного тока Амперметры и вольтметры Е349 предназначены для измерения тока и напряжения в сетях переменного тока частотой 50 Гц. Подвижная часть прибора выполнена на растяжках. Технические характеристики амперметров и вольтметров Е349 Наименование прибора Конечные значения диапазонов измерений Способ подключения Амперметры Е349 5; 10; 20; 30; 40; 50; 100; 150; 250; 400; […]
Е350 Амперметры и вольтметры переменного тока Амперметры и вольтметры Е350 предназначены для измерения тока и напряжения в цепях переменного тока частотой 50 Гц. Технические характеристики амперметров и вольтметров Е350 Конечные значения диапазонов измерений Способ включения 5; 10; 20; 30; 40; 50; 100; 150; 250; 400; 500; 600; 750 мА; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; […]	Е351 Амперметры и вольтметры переменного тока Амперметры и вольтметры Е351 предназначены для измерения тока и напряжения в цепях переменного тока частотой 50 Гц. Технические характеристики амперметров и вольтметров Е351 Конечные значения диапазонов измерений Способ включения 5; 10; 20; 30; 40; 50; 100; 150; 250; 400; 500; 600; 750 мА; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; […]	Е349М Амперметры и вольтметры переменного тока Амперметры и вольтметры Е349М щитовые показывающие класса точности 1,5 со стрелочным показателем со степенной шкалой, с нулевой отметкой по краю диапазона измерений, поставляемые на экспорт, в том числе в страны с тропическим климатом, предназначены для измерения тока и напряжения в сетях переменного тока с номинальной областью частот 45 — […]
Е350М Амперметры и вольтметры переменного тока Амперметры и вольтметры Е350М щитовые показывающие класса точности 1,5 со стрелочным показателем со степенной шкалой, с нулевой отметкой по краю диапазона измерений, поставляемые на экспорт, в том числе в страны с тропическим климатом, предназначены для измерения тока и напряжения в сетях переменного тока с номинальной областью частот 45 — […]	Э8030-М1 Амперметры и вольтметры переменного тока Амперметры и вольтметры Э8030-М1 предназначены для измерения силы тока и напряжения в сетях переменного тока на передвижных и стационарных объектах. Температурный диапазон надежной эксплуатации от минус 50 до плюс 60°С, относительная влажность 95% (при температуре 35 °С). Приборы Э8030-М1 вибро- и ударопрочные. Технические характеристики амперметров и вольтметров Э8030-М1 Наименование […]	Э8033-М1 Амперметры и вольтметры переменного тока Амперметры и вольтметры Э8033-М1 предназначены для измерения силы тока и напряжения в сетях переменного тока на передвижных и стационарных объектах. Температурный диапазон надежной эксплуатации от минус 50 до плюс 60°С, относительная влажность 95% (при температуре 35 °С). Приборы Э8033-М1 вибро- и ударопрочные. Технические характеристики амперметров и вольтметров Э8033-М1 Наименование […]
Э8032-М1 Амперметры и вольтметры переменного тока Амперметры и вольтметры Э8032-М1 предназначены для измерения силы тока и напряжения в сетях переменного тока на передвижных и стационарных объектах. Температурный диапазон надежной эксплуатации от минус 50 до плюс 60°С, относительная влажность 95% (при температуре 35 °С). Приборы Э8032-М1 вибро- и ударопрочные. Технические характеристики амперметров и вольтметров Э8032-М1 Наименование […]	Э8035-М1 Амперметры и вольтметры переменного тока Амперметры и вольтметры Э8035-М1 предназначены для измерения силы тока и напряжения в сетях переменного тока на передвижных и стационарных объектах. Температурный диапазон надежной эксплуатации от минус 50 до плюс 60°С, относительная влажность 95% (при температуре 35 °С). Приборы Э8035-М1 вибро- и ударопрочные. Технические характеристики амперметров и вольтметров Э8035-М1 Наименование […]	Э8031-М1 Амперметр переменного тока Амперметр Э8031-М1 предназначен для измерения нагрузки цепи в процентах по отношению к номинальному току на передвижных и стационарных объектах. Измеритель Э8031-М1 выдерживает вибрацию с ускорением 30 м/с² при частоте 30 Гц и тряску с ускорением 70 м/с², устойчив в диапазоне частот 10-55 Гц. Температурный диапазон надежной эксплуатации от минус 50 до […]
ЭА2258М Амперметр щитовой аналоговый переменного тока Амперметры ЭА2258М предназначены для измерения силы переменного тока. Амперметры ЭА2258М могут применяться на предприятиях промышленности и предприятиях электроэнергетики (ТЭЦ, ГЭС, ГРЭС, АЭС),  в межсистемных электрических сетях, а также на предприятиях электротехнической промышленности для комплектации энергетического оборудования (щитов, пультов, панелей управления и др.) Амперметры ЭА2258М по габаритным размерам, пределам измерения […]	ЭВ2259М Вольтметр щитовой аналоговый переменного тока Вольтметры ЭВ2259М предназначены для измерения напряжения в цепях переменного тока. Вольтметры ЭВ2259М могут применяться на предприятиях промышленности и предприятиях электроэнергетики (ТЭЦ, ГЭС, ГРЭС, АЭС),  в межсистемных электрических сетях, а также на предприятиях электротехнической промышленности для комплектации энергетического оборудования (щитов, пультов, панелей управления и др. ) Вольтметры ЭВ2259М по габаритным размерам, […]	Э42700 Амперметры и вольтметры щитовые Амперметры и вольтметры Э42700 для измерений переменного тока и напряжения выпускаются двух видов: – магнитоэлектрической системы с выпрямителем; – электромагнитной системы. Амперметры и вольтметры Э42700 позволяют измерять токи в пределах от 25 µА до 100 А и напряжения от 0,5 В до 750 В при прямом включении. Для расширения диапазона измерения: по […]
Э42701 Амперметры и вольтметры щитовые Амперметры и вольтметры Э42701 для измерений переменного тока и напряжения выпускаются двух видов: – магнитоэлектрической системы с выпрямителем; – электромагнитной системы. Амперметры и вольтметры Э42701 позволяют измерять токи в пределах от 25 µА до 100 А и напряжения от 0,5 В до 750 В при прямом включении. Для расширения диапазона измерения: по […]	Э42702 Амперметры и вольтметры щитовые Амперметры и вольтметры Э42702 для измерений переменного тока и напряжения выпускаются двух видов: – магнитоэлектрической системы с выпрямителем; – электромагнитной системы. Амперметры и вольтметры Э42702 позволяют измерять токи в пределах от 25 µА до 100 А и напряжения от 0,5 В до 750 В при прямом включении. Для расширения диапазона измерения: по […]	Ц42302 Амперметры и вольтметры щитовые Амперметры и вольтметры Ц42302 для измерений переменного тока и напряжения выпускаются двух видов: – магнитоэлектрической системы с выпрямителем; – электромагнитной системы. Амперметры и вольтметры Ц42302 позволяют измерять токи в пределах от 25 µА до 100 А и напряжения от 0,5 В до 750 В при прямом включении. Для расширения диапазона измерения: по […]
Ц42300 Амперметры и вольтметры щитовые Амперметры и вольтметры Ц42300 для измерений переменного тока и напряжения выпускаются двух видов: – магнитоэлектрической системы с выпрямителем; – электромагнитной системы. Амперметры и вольтметры Ц42300 позволяют измерять токи в пределах от 25 µА до 100 А и напряжения от 0,5 В до 750 В при прямом включении. Для расширения диапазона измерения: по […]	Ц42702 Амперметры и вольтметры щитовые Амперметры и вольтметры Ц42702 для измерений переменного тока и напряжения выпускаются двух видов: – магнитоэлектрической системы с выпрямителем; – электромагнитной системы. Амперметры и вольтметры Ц42702 позволяют измерять токи в пределах от 25 µА до 100 А и напряжения от 0,5 В до 750 В при прямом включении. Для расширения диапазона измерения: по […]	Э42703 Амперметры и вольтметры щитовые Габаритно-установочные размеры соответствуют европейским стандартам. Расположение механизма – угловое. Для защиты от прикосновения к токоведущим стержням приборы Э42703 (амперметры до 10А, миллиамперметры, вольтметры, приборы с подключением через ТТ и ТН). Необходимость поставки указать при заказе. Технические характеристики амперметры и вольтметры Э42703 Тип прибора Э42703 Размер лицевой панели, мм 96х96 Вырез в […]
Э42704 Амперметры и вольтметры щитовые Габаритно-установочные размеры соответствуют европейским стандартам. Расположение механизма – угловое. Для защиты от прикосновения к токоведущим стержням приборы Э42704 (амперметры до 10А, амперметры с подключением через ТТ). Необходимость поставки указать при заказе. Технические характеристики амперметры и вольтметры Э42704 Тип прибора Э42704 Размер лицевой панели, мм 72х72 Вырез в щите, мм 68х68 Длина […]	Ц42703 Вольтметры щитовые Габаритно-установочные размеры соответствуют европейским стандартам. Расположение механизма – угловое. Для защиты от прикосновения к токоведущим стержням приборы Ц42703 могут поставляться с защитными колпачками КЗ-4. Необходимость поставки указать при заказе. Технические характеристики вольтметры Ц42703 Тип прибора Ц42703 Размер лицевой панели, мм 96х96 Вырез в щите, мм 92х92 Длина шкалы, мм, не менее 95 Класс […]	Ц42704 Вольтметры щитовые Габаритно-установочные размеры соответствуют европейским стандартам. Расположение механизма – угловое. Для защиты от прикосновения к токоведущим стержням приборы Ц42704 могут поставляться с защитными колпачками КЗ-4. Необходимость поставки указать при заказе. Технические характеристики вольтметры Ц42704 Тип прибора Ц42704 Размер лицевой панели, мм 72х72 Вырез в щите, мм 68х68 Длина шкалы, мм, не менее 60 Класс […]

Что такое приборы для измерения переменного тока

Опубликовано 22 апреля 2022 г. Weschler Instruments

В публикации прошлого месяца были рассмотрены популярные методы измерения переменного тока (шунт, трансформатор тока, датчик Холла, пояс Роговского). Здесь мы рассмотрим некоторые приборы, доступные для стационарных, портативных, локальных и удаленных измерений переменного тока.

Стационарные приложения обычно включают счетчик, установленный на панели или в корпусе. Чувствительный элемент тока может быть размещен внутри счетчика или установлен снаружи. Автономные цифровые амперметры обычно используют внутренний шунт и реагируют либо на среднее, либо на среднеквадратичное значение. Многие из них предназначены для работы на частоте 50/60 Гц с прямым измерением до 2 ампер. Более высокие токи требуют внешнего трансформатора тока (см. ниже). Доступны модели с более широкой полосой пропускания. Например, 3½-разрядный счетчик Simpson F35 (слева) имеет полосу пропускания 50–1 кГц. 4-значный APM Trumeter (в центре) имеет полосу пропускания до 400 Гц. 5½-разрядный измеритель Laurel Laureate (справа) с полосой пропускания 10 Гц–10 кГц подходит для высокоточных измерений звука и искаженных сигналов.

Аналоговые амперметры переменного тока
Аналоговые амперметры переменного тока используют либо натянутую ленту для измерения среднеквадратичного значения, либо схему выпрямителя для среднего отклика с калибровкой среднеквадратичного значения. Некоторые модели могут выдерживать до 30 ампер с помощью внутреннего резистора. Для более высоких токов трансформаторные амперметры калибруются для использования с внешним трансформатором тока.

Трехфазные счетчики электроэнергии и электроэнергии измеряют переменный ток для расчета кВт, ВА и кВтч. Эти счетчики обычно имеют небольшой внутренний трансформатор тока на каждой фазе для изоляции токовых входов от измерительных цепей счетчика. Некоторые из них включают возможность регистрации данных, сохраняя периодические показания во внутренней памяти.

Трансформаторы тока переменного тока
Трансформаторы тока приборного класса доступны с широким диапазоном значений тока и мощности (ВА). Типичный выходной ток составляет 1 А или 5 А переменного тока на полную шкалу с точностью, указанной для 50/60 Гц. Доступны как модели со сплошным сердечником, так и с разъемным сердечником, причем последний популярен при модернизации. Для трансформаторов тока требуется счетчик с входом переменного тока. Некоторые модели включают внутренний шунтирующий резистор для преобразования выходного сигнала в переменное напряжение низкого уровня, которое затем измеряется вольтметром переменного тока. Хотя эти модели могут выглядеть идентично выходным устройствам с усилителем, измеритель может быть расположен дальше от трансформатора тока без ухудшения точности. Резистор также устраняет опасность поражения электрическим током от разомкнутой вторичной обмотки. См. другие публикации в блогах для получения информации о размерах и выборе CT.

Преобразователи переменного тока
Преобразователи переменного тока сочетают в себе трансформатор тока с преобразованием сигнала для обеспечения пропорционального выходного сигнала постоянного тока. Типичные выходные уровни составляют 0–5 В, 0–10 В и 4–20 мА, что упрощает подключение к удаленному измерителю, контроллеру или компьютерной системе. Преобразование сигнала может иметь внешнее или автономное питание, измерение среднего значения или определение истинного среднеквадратичного значения. Типичным примером является Veris H822 (слева), который доступен в твердом и раздельном исполнении. Crompton Paladin (в центре) подходит для монтажа на DIN-рейку. Точность для обоих продуктов указана при 50 или 60 Гц. Некоторые модели, такие как NK Technologies ATPR-E (справа), расширяются до 400 Гц для использования в элементах управления SCR и частотно-регулируемых приводах.

Цифровой мультиметр
Портативный Измерение переменного тока можно выполнять с помощью различных портативных приборов. Наиболее популярным является цифровой мультиметр. Многие портативные цифровые мультиметры включают функцию усилителя переменного тока. Внутри этих счетчиков используется метод измерения шунта с диапазонами от миллиампер до 2 или 20 ампер. Полоса пропускания 45-500 Гц является типичной. Модели TRMS обычно имеют несколько большую полосу пропускания для захвата гармоник сигналов линейной частоты. Разрешение варьируется от 3½ до 5½ цифр. Для более высоких токов или во избежание разрыва цепи при установке счетчика с цифровым мультиметром можно использовать дополнительный зажим. Одним из примеров является Fluke I400 (слева), измеряющий ток до 400 А. Единым решением являются цифровые токоизмерительные клещи. Типичные токоизмерительные клещи имеют встроенные клещи, которые функционируют как трансформатор тока с разъемным сердечником. Токоизмерительные клещи с номиналом до 3000 А, такие как AEMC 603 (справа), доступны от нескольких производителей. Некоторые модели также предлагают измерения токоизмерительными клещами с чувствительностью в микроамперах. Поскольку некоторые токоизмерительные клещи также измеряют напряжение постоянного и переменного тока, постоянное напряжение и сопротивление, они часто могут заменить цифровой мультиметр в наборе инструментов для обслуживания.

Несколько токоизмерительных клещей, таких как Extech 380942 (слева), используют метод Холла для повышения чувствительности с уменьшенным размером губок. AEMC MR416 (справа) — пробник переменного тока для использования с цифровым мультиметром или осциллографом. Он использует метод Холла для обеспечения полосы пропускания 30 кГц. Еще одним аксессуаром, который можно использовать с мультиметром, панельным измерителем или регистратором данных, является AEMC 24-3001. Это гибкая пояс Роговского с модулем формирования сигнала, который обеспечивает выход переменного тока в милливольтах, пропорциональный переменному току. Портативные осциллографы, измерители мощности, измерители энергии, регистраторы данных и другие приборы, способные измерять переменный ток, также используют внешний накладной ТТ или зонд Роговского для каждого входного канала тока. В 4-канальном регистраторе данных AEMC AL834 (внизу) используются четыре гибких входных датчика с поясом Роговского.

Дистанционные измерения
Преобразователи переменного тока обеспечивают удобный способ отправки масштабированного и изолированного аналогового сигнала на счетчик, контроллер или другой прибор, расположенный вдали от измеряемой цепи. Другой метод удаленного измерения переменного тока — использование амперметра переменного тока с аналоговым выходом, такого как Weschler BG241 (слева) или Laurel L40 (справа). Измеритель обеспечивает локальное считывание и отправляет пропорциональный сигнал постоянного тока (обычно 4–20 мА) на другое устройство для удаленного отображения, записи или дальнейшей обработки.

 

Цифровая связь может использоваться для отправки данных измерений непосредственно на компьютер или в сеть. Компьютер может быть расположен близко к контрольной точке или удаленно. Интеллектуальные цифровые панельные измерители и портативные приборы часто имеют возможность связи. Наиболее распространенным аппаратным интерфейсом для счетчиков является последовательный интерфейс RS-485. Ethernet позволяет получить доступ к прибору из других мест в сети. Для локальной передачи данных USB — это простой и удобный интерфейс. Modbus RTU и Modbus TCP являются популярными протоколами общего назначения. Специализированные протоколы, такие как Profibus, Canbus, BACnet и LonWorks, иногда используются в определенных отраслях или приложениях. Измеритель мощности и энергии Accuenergy AcuVimII (слева) имеет порты связи RS-485 и Ethernet с протоколами Modbus, Profibus, DNP3. 0 и BACnet. Анализатор качества электроэнергии Yokogawa CW500 (справа) имеет порт USB для передачи сохраненных данных и настроек. Несколько портативных приборов имеют возможность беспроводной связи.

Приборы для измерения переменного тока от Weschler Instruments
Чтобы начать поиск амперметра переменного тока, выберите категорию «Амперметр» в разделе «Панельные измерители». Для фильтра «Выбрать ввод» выберите ACA. Используйте аналогичный процесс для поиска цифрового мультиметра или токоизмерительных клещей с поддержкой переменного тока. Другие фильтры на этих веб-страницах сужают поиск на основе выходных данных, связи или других параметров.

Связаться с Weschler

Методы измерения переменного тока | Инструменты Вешлера

Опубликовано 30 марта 2022 г. Weschler Instruments

Существует два основных метода измерения переменного тока:

• путем прямого соединения с токоведущей цепью
• за счет использования магнитного поля или потока, создаваемого током

Прямое подключение к токоведущей цепи предполагает разрыв петли. Обычно маломощный резистор подключается последовательно с нагрузкой, и измеряется напряжение на этом резисторе. Сила тока рассчитывается по закону Ома. Этот резистор часто называют токовым шунтом. Для токов до 20 ампер амперметры переменного тока часто имеют внутренний шунт и считывают непосредственно в амперах (расчеты не требуются). Типичные значения шунта составляют 10 мОм для диапазона полной шкалы 20 А и 100 мОм для диапазона 2 А. При этих уровнях тока для повышения точности используется конфигурация Кельвина (4-проводная). Для более высоких токов внешний шунт располагается рядом с нагрузкой. Эти шунты имеют большие клеммы для сильноточных соединений и маленькие клеммы для соединений счетчика. Неиндуктивную конструкцию можно использовать для увеличения пропускной способности.

Трансформаторы тока (ТТ) имеют первичную и вторичную обмотки на магнитопроводе. Переменный ток в первичной обмотке создает магнитное поле в сердечнике, которое индуцирует ток во вторичной обмотке. Как правило, первичная обмотка имеет очень мало витков толстого провода, а вторичная обмотка имеет много витков тонкого провода. Соотношение витков между первичным и вторичным током определяет понижающее отношение первичного и вторичного тока. В измерительных трансформаторах тока обычно используется тороидальный сердечник. В большинстве установок первичный проводник проходит через центр сердечника один раз (один первичный виток). Поскольку магнитная изоляция разделяет первичную и вторичную цепи, системы высокого напряжения можно безопасно контролировать с помощью низковольтных приборов. Стандартные вторичные диапазоны составляют 1 ампер и 5 ампер. Этот уровень вторичного тока легко подключить к измерителю или удаленному монитору. Установка ТТ с твердым сердечником требует разрыва цепи для прокладки проводника через центр ТТ. ТТ с расщепленным сердечником обеспечивает удобную установку, поскольку не нужно разрывать цепь. Двухкомпонентный сердечник помещается вокруг провода и замыкается, образуя магнитную цепь. Это особенно полезно при установке ТТ вокруг сборной шины.

Датчик Холла определяет наличие и величину магнитного поля. Выходное напряжение датчика прямо пропорционально силе этого поля. Для датчика тока на эффекте Холла вместо вторичной обмотки чувствительный элемент Холла помещается в зазор тороидального магнитопровода. Первичный проводник проходит через центр сердечника. Ток в первичном проводнике индуцирует поле в сердечнике, которое измеряется чувствительным элементом. Датчики Холла обеспечивают бесконтактный изолированный метод измерения переменного и постоянного тока. Они бывают самых разных размеров, от миниатюрных датчиков для измерения микроампер до больших устройств для контроля тысяч ампер. Доступны как сплошные, так и зажимные (разъемные) стили. Хотя эти продукты могут быть похожи на стандартные трансформаторы тока, требуется специальное преобразование сигнала. Эта схема может быть включена в датчик или встроена в счетчик.

Катушка Роговского представляет собой тороид из проволоки, который измеряет переменный ток, протекающий по проводнику, окруженному тороидом. Катушка намотана на немагнитную форму. Выход катушки подключен к схеме интегратора, которая генерирует выходное напряжение, пропорциональное току в проводнике. Датчики Роговского могут измерять небольшой переменный ток даже при наличии большой постоянной составляющей. Отсутствие железного сердечника обеспечивает линейный выход даже при больших токах перегрузки. Их низкая индуктивность реагирует на быстро меняющиеся токи и гармоники. Метод Роговского обеспечивает гальваническую развязку между сильноточной и измерительной цепями. Катушка отсоединяется для удобного размещения вокруг проводника с током. Гибкий тороид охватывает большие жгуты кабелей, шины и проводники неправильной формы так, как не могут обычные зажимы. Обычная длина катушки колеблется от 14″ до 60″, что эквивалентно диаметру 5-19″. Доступны большие размеры. Номинальные токи варьируются от 3 до 30 000 ампер по полной шкале. Номинальный ток не зависит от длины катушки. Как и датчик Холла, катушка Роговского требует специальной обработки сигнала. Обычно это входит в комплект с тороидальной катушкой.