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.

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.

Как пользоваться токоизмерительными клещами

Ток, протекающий по единственному проводнику

При измерении тока протекающего по одному проводнику

, необходимо выбрать режим измерений, путем установки переключателя в необходимое положение, и подключить токовые клещи к измеряемому проводнику. При необходимости, сделать это нужно с использованием кнопки разжатия магнитопровода.

В том случае, если токоизмерительные клещи выводят на информационный экран цифру «1», следует сменить положение переключателя режимов на более высокое значение.

Ток, протекающий по нескольким проводникам

При единовременном измерении тока протекающего по нескольким проводникам

(например, силовой кабель), в магнитопровод токоизмерительных клещей требуется завести несколько проводников. При этом прибор будет производить измерения разностной величины тока, протекающего по проводникам. То есть, если производить измерения в однофазной сети, в которой имеется только «фазный» и «нулевой» провод, то прибор будет мерить ток утечки в нагрузке.

Измерение напряжения

Чтобы измерить напряжение, требуется подсоединить красный провод щупа к разъему для подключения щупов — «VΩ», черный провод щупа к разъему — «COM». Затем с помощью переключателя выбрать режим в соответствии с измеряемым диапазоном.

Щупы требуется подсоединить к источнику напряжения. На экране прибора отобразится полярность и измеряемое напряжение.

Измерение сопротивления

При измерении сопротивления щупы подсоединяются к токовым клещам так же, как в случае с измерением напряжения

. Переключатель необходимо установить в положение «Ω». При сопротивлении участка цепи, на котором производится измерение, менее чем 50 Ом прибор просигнализирует звуковым сигналом.

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.

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.

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

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.

Преимущества и некоторые особенности

Основные преимущества использования — это:

• возможность измерения тока в условиях неразрывности измеряемой цепи;
• достаточно простое измерение в особо высоковольтных системах, в пределах до 10 кВ;
• компактные размеры прибора;
• возможность измерения переменного и постоянного токов.

Но, как и в любых приборах, в токоизмерительных клещах есть особенности, которые иногда считают недостатками, хотя на современном уровне технического развития любые конструктивные проблемы решаются с помощью введения дополнительных электросхем. К таким особенностям относят:

• относительно невысокий класс точности (обычно это 2,5);
• зависимость итоговых показателей от положения клещей на измеряемом проводе;
• строгая зависимость от измеряемого тока (только синусоидальный).

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

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

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.

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.

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

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

Режимы измерений

Переключатель режимов

измерений, в зависимости от поставленных задач, может быть установлен в следующие положения:

• переменное напряжение – ACV;
• постоянное напряжение – DCV;
• постоянный ток – DCA;
• переменный ток – ACA;
• сопротивление — Ω;
• прозвонка со звуковым сигналом;
• проверка диодов.

Разъемы для подключения щупов маркированы цветом и символьным обозначением. Подключение черного провода щупов, производится к черному разъему с обозначением «COM», красный провод щупа подсоединяется к красному разъему с обозначением «VΩ».

Оставшийся разъем красного цвета, обозначенный как «EXT», необходим для подключения измерителя изоляции.

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.

Токоизмерительные клещи. Устройство и виды. Как выбрать

Токоизмерительные клещи служат для измерения электрических параметров цепи питания в виде фазового угла, мощности, напряжения или тока, без нарушения функционирования цепи и без ее разрыва.

Большую популярность получили токоизмерительные клещи, которые являются клещевыми амперметрами для измерения переменного тока. Они предназначены для оперативного замера тока в проводе без вывода из работы и без разрыва цепи. Электроизмерительные клещи используются в электроустановках до 10000 вольт.

Устройство и работа

Простая модель токоизмерительных клещей функционирует по принципу трансформатора тока с одним витком. Его первичная обмотка – это измеряемый провод или шина. Вторичная обмотка, которая имеет много витков, и подключенная к амперметру, выполнена на разъемном сердечнике.

а) – простые клещи с применением 1-виткового трансформатора. б) – клещи с выпрямителем и 1-витковым трансформатором.

1. Измеряемый провод.
2. Разъемный сердечник.
3. Вторичная обмотка.
4. Выпрямитель.
5. Измерительная рамка.
6. Шунтирующее сопротивление.
7. Переключатель режимов.
8. Рычаг.

Токоизмерительные клещи состоят из трех основных элементов:

• Рабочая часть: прибор для измерения, обмотки трансформатора, магнитопровод.
• Изолирующая часть: от упора рукоятки до рабочей части.
• Рукоятки: от края клещей до упора.

Для охватывания измеряемого проводника сердечник магнитопровода может раскрываться по аналогии с простыми клещами, при приложении усилия руки на изолированные ручки клещей.

Переменный ток протекает по измеряемому проводнику, который охвачен разъемным магнитопроводом. При этом ток образует в магнитопроводе магнитный поток, который создает электродвижущую силу во вторичной обмотке измерительных клещей. При воздействии ЭДС во вторичной обмотке возникает ток, измеряемый амперметром, находящемся в измерительных клещах.

Измерительные устройства современного образца работают по схеме, включающей в себя трансформатор тока с мостом выпрямления. При этом выход вторичной обмотки подключается к электроизмерительному устройству посредством набора шунтов.

Разновидности

Токоизмерительные клещи разделяют на два типа по рабочему напряжению и устройству:

• В электроустановках до 1 кВ, одноручные .

• В электроустановках 2-10 кВ, двуручные .

Одноручные электроизмерительные клещи в своей конструкции объединили рукоятку с изолирующей частью. Магнитопровод раскрывается при помощи специального нажимного рычага. Одноручные измерительные клещи до 1 кВ могут быть различных размеров, и не имеют определенных размерных нормативов. Пользоваться такими клещами можно одной рукой.

Двуручные измерительные клещи для электроустановок от 2 до 10000 вольт имеют размер изолированной части не меньше 38 см, ручек свыше 13 см. Конструкция таких клещей предусматривает пользование клещами с помощью двух рук.

По типу индикатора токоизмерительные клещи разделяются на:

• Аналоговые . Имеют стрелочный дисплей со шкалой.

• Цифровые . Оснащены жидкокристаллическим экраном.

Стрелочные (аналоговые) измерительные устройства еще не потеряли свою популярность, несмотря на широкое распространение цифровых приборов. Их преимуществом перед цифровыми устройствами является отсутствие необходимости источника питания для работы.

Чтобы измерить ток запуска, намного удобнее использовать аналоговые клещи, так как они очень быстро реагируют на резкую смену значения электрического тока. По удобству выдачи результата измерения аналоговые клещи намного уступают цифровым устройствам, так как измеряемая величина может быть определена только по градуированной шкале.

Цифровые измерительные устройства наиболее удобны в применении, так как результаты замеров показываются на экране в цифровой форме. Их недостатком является необходимость вспомогательного источника питания в виде аккумуляторов или батареек, а также увеличение погрешности измерений при разряде источника питания и электромагнитных помехах.

По виду измеряемого параметра цепи электроизмерительные клещи разделяют на:

• Фазометры.
• Ваттметры.
• Ампервольтметры.
• Амперметры.
• Мегаомметры.

Фазометрами называются приборы, способные измерить угол сдвига фаз в трехфазной электрической сети при работе электрооборудования. Другими словами, этот параметр называют коэффициентом мощности. Фазометры бывают цифровыми, электродинамическими.

Ваттметры , выполненные в виде измерительных клещей, служат для измерения параметров 3-фазных и 1-фазных сетей бесконтактным способом: реактивной и активной мощности. Чаще всего такие приборы выполняют в виде универсального устройства, позволяющего измерять и другие параметры.

Ампервольтметры и амперметры в устройстве электроизмерительных клещей функционируют аналогично другим видам клещей. Они измеряют параметры тока, напряжения в некоторой цепи, либо несколько параметров одновременно.

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:

1. Выбирается место, где имеется возможность для свободного обхвата клещами одиночного кабеля.
2. 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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.

Инструменты

0 votes

+

Голос за!

—

Голос против!

При необходимости в измерении тока, без размыкания электрической сети отличным вариантом станет использование токовых клещей. Данный прибор имеет несколько разновидностей и специфическую конструкцию. О том как токовыми клещами пользоваться и как не ошибиться в их выборе поговорим далее.

Оглавление:

1. Общее понятие и схема токовых клещей
2. Сфера использования и преимущества токовых клещей
3. Разновидности токовых клещей
4. Рекомендации по выбору токовых клещей
5. Обзор производителей токовых клещей
6. Токовые клещи — инструкция по эксплуатации

Общее понятие и схема токовых клещей

Токовые клещи еще называют токоизмерительными или клещами Дитце. Чтобы не разрывать целостность и функционирование электрической цепи применяется данное устройство. Некоторые модели оснащены дополнительными функциями измерения напряжения, частоты и температуры.

В зависимости от измеряемых величин различают приборы апмерметры, вольтметры и другие. Одним из самых распространенных является токовый измеритель или токовые клещи. Они способны быстро определить значение тока в электроцепи, при этом имеют достаточно широкий диапазон мощностного использования, максимальное значение которого составляет 1000 кВт.

Схема токовых клещей включает наличие:

• клещей магнитопроводного значения,
• функционального и диапазанного переключателя,
• дисплея,
• разъемов для выхода,
• кнопки удержания изменения.

Основными функциями переключателя выступает опция:

• постоянного и переменного напряжения,
• постоянного и переменного тока,
• сопротивления,
• диодной проверки,
• прозвонки с наличием зуммера.

Токоизмерительные клещи характеризуются наличием защиты, которая предотвращает их перегруз. Их принцип работы состоит в одновитковом трансформаторном токе. Благодаря первичной обмотке осуществляется измерение тока при помощи шины или электропровода. В следствие наличия второстепенной обмотки осуществляется измерение токовыми клещами. Она находится на магнитопроводнои устройстве, которое располагается во внутренней части клещей.

Во время измерения тока, протекающего через второстепенную обмотку, происходит вычисление величины тока в самом проводнике.

Токоизмерительные клещи позволяют быстро и качественно измерить ток. Чтобы это сделать нужно выполнить ряд действий:

• выставить величину, которая измеряется;
• раскрыть клещи и установить их на проводник;
• замкнуть клещи, и подсоединить их к проводу изолированного или неизолированного типа;
• нельзя охватывать две шины подряд;
• индикатор покажет величину, измеряемую устройством.

Кнопка фиксатор помогает работать в труднодоступных местах и фиксирует значение тока на определенное время.

Переменный ток движется по тонковедущим частям клещей. Переменный магнитный поток создается в магнитопроводниковом устройстве. Второстепенная обмотка характеризуется наличием индукции электромагнитного типа, в результате происходит измерение тока.

Схема токовых клещей сочетает в себе два компонента: устройство выпрямления и преобразователь тока. Поэтому второстепенная обмотка подсоединяется к прибору измерения не прямым способом, а при помощи шунтов.

Сфера использования и преимущества токовых клещей

Токовые клещи используются в различных отраслях, как в бытовой, так и в промышленной. Благодаря наличию большого количества функций, они способны выполнять такие действия:

• определение фактической нагрузки электросети,
• определение мощности разных устройств и приборов,
• проверка количества электроэнергии потребляемой определенными приборами, во время определения фактического потребления и показания счетчика.

Токовые клещи используют сотрудники на промышленных предприятиях, тепловых и гидроэлектростанциях, на заводах, в машиностроительной и радиоактивной отрасли. Также они используются в сфере физики, в качестве приборов для измерения величины тока. Основная сфера использования токовых клещей — это индустриальное производство, электрика и наука. Довольно широко распространено данное устройство в бытовой сфере. Они способны измерить мощность приборов системы энергоснабжения автомобиля.

Основные достоинства токовых клещей:

1. Возможность измерения силы тока разъединения электроцепи..

2. Данные приборы способны быстро и точно определить силу тока на практически любом устройстве с переменным током.

3. Используются для измерения высоковольтных цепей.

4. Токовые клещи отличаются компактностью и легкостью в эксплуатации.

5. Большое количество разнообразных моделей токовых клещей открывает перед покупателем огромный выбор прибора, который способен удовлетворить индивидуальные требования и запросы.

6. Некоторые модели имеют дополнительные функции и измеряют не только силу тока, но температуру и другие показатели.

7. Наличие дисплея и функций фиксации результата, способствует использованию клещей в самых недоступных местах.

8. Каждые клещи имеют собственную инструкцию по эксплуатации, в которой описаны методы работы и использования данного прибора.

Среди большого количества преимуществ токовых клещей, выделяют несколько их недостатков:

1. Показания прибора напрямую зависят от того положения, в котором он расположен.

2. Прибор способен показать правильный и точный результат только при правильной его эксплуатации и установке по отношению к измеряемому устройству.

3. Некачественные дешевые устройства в большинстве случаев показывают не совсем правдивые результаты.

Разновидности токовых клещей

В соотношении с внешним видом среди токовых клещей выделяют:

1. Токовые клещи с наличием стрелочной ндикации — это первый прибор в котором используется трансформаторная система определения переменного тока, в которой присутствует изменяемая совокупность витков, расположенных на цепи второстепенного назначения.

Основным преимуществом выступает минимальная стоимость и высокая точность измерения, при условии правильно подобранного рабочего диапазона. Недостаток — работа в частотном диапазоне узких широт. Стрелки очень чувствительны к механическим воздействиям и это сказывается на точности измерений.

2. Клещи токовые цифровые с индикацией отличаются наличием микроконтролерной системы, которая отвечает за правильность обработки сигналов. Такая конструкция упрощает считывание показаний мощности и позволяет записывать показания в памяти устройства.

Преимущества — простота использования. Недостатки — невысокая точность изменения прибора.

3. Токовые клещи мультиметр — используются для расширения возможностей мультиметра. Отличаются отсутствием устройства, отвечающего за индикацию прибора, на корпусной части клещей.

Главным преимуществом является высокая точность показаний, а недостаток состоит в обязательном наличии дополнительного прибора, в данном случае мультиметра.

4. Токовые клещи высоковольтного типа — используются при работе с высоковольтными устройствами напряжение которых превышает 1000 В. Они имеют улучшенную электрическую изоляцию, которая обезопасит человека, который работает с высоким напряжением. Сфера использования сводится к применению данных устройств на трансформаторах или узлах распределительного назначения.

Преимущества — работа с оборудованием, имеющим высокое напряжение. Недостатки — измерение только переменного тока.

В соотношении с принципом работы токовые клещи разделяют на:

• токовые клещи постоянного тока,
• токовые клещи переменного тока.

Первый вид предназначен измерять силу тока, который имеет постоянное течение. Второй тип изменяет только переменный ток. Есть комбинированные модели, которые способны измерить силу как постоянного, так и переменного тока.

Рекомендации по выбору токовых клещей

1. Чтобы токовые клещи купить следует обратиться в специализированный магазин электроники, в котором опытные специалисты предоставят консультацию и помогут подобрать клещи в соотношении с индивидуальными запросами потребителя.

2. При выборе токовых клещей очень важным параметром является тип измеряемого тока. Маркировка AC DC — токовые клещи, которые измеряют ток и переменный и постоянный. A D — измерение только переменного тока, D C — постоянного.

3. Определите максимальное и минимальное значение мощности, которую необходимо измерять.

4. В зависимости от диаметра провода, который нужно измерить, выбирается размер клещей.

5. Если клещи с различными датчиками, которые на выходе выводят значение силы тока в мА, мВ, АС и т.д. Определитесь с этим параметром.

6. Обратите внимание на материалы, из которых изготовлен корпус клещей, они должны быть высококачественными и не проводящими ток.

7. Изучите технические характеристики прибора, ознакомьтесь с гарантийным сроком эксплуатации.

8. Не покупайте дорогостоящие приборы, которые имеют много ненужных функций.

9. При покупке устройства для использования в быту, обратите внимание на недорогие модели, которые также помогут в измерении сопротивления и прозвонке цепей.

10. Не следует выбирать дешевые китайские приборы, которые отличаются резким запахом пластмассы и наличием просвета в корпусной части.

11. Проверьте клещи на правильность и точность измерения.

12. Учтите сферу использования токовых клещей перед их выбором. Например, если клещи будут использоваться в местности с повышенной влажностью или с высокими температурами, выберите модель, которая отличается такими характеристиками.

13. Перед покупкой клещей изучите продукцию ведущих производителей и покупайте лишь те модели, которые являются абсолютно безопасными и имеют лишь положительные отзывы.

14. Обратите внимание на элементы питания клещей, они должны быть качественными и легко поддаваться замене.

15. Обязательные функции токовых клещей:

• опция пускового броска — позволяет измерять силу тока электродвигателя или привода,
• опция дисплея с возможностью автоматического выбора диапазона — позволяет экономить время на измерения и позволяет работать в разных условиях,
• наличие большого дисплея с подсветкой показывает измерение тока качественно и позволяет с легкостью проводить замеры даже в темное время суток.

Обзор производителей токовых клещей

1. Токовые клещи DT — китайского производства выпускаются в разных моделях и отличаются недорогой стоимостью.

Технические особенности DT266:

• широкий спектр использования — монтажные работы, ремонт электрической техники или аппаратуры;
• наличие функции прозвонки электроцепи;
• прочный корпус;
• долговечность;
• наличие функции удержания показаний;
• прибор имеет жидкокристаллический экран с подсветкой;
• в комплект входит: батарея, клещи, чехол и измерительные щупы черного и красного цвета;
• интервал измерений выбирается вручную;
• максимальное раскрытие клещей 50 мм;
• масса: 0,31 кг.

2. Токовые клещи Fluke — американского производства отличаются высокой надежностью и средней стоимостью.

Технические особенности Fluke i130s:

• предназначены для измерения, как постоянного, так и переменного тока;
• гарантийный срок — 1 год;
• основаны на принципе работы по датчику Холла;
• максимальное раскрытие 1,9 см;
• наличие большого эргономичного дисплея;
• оригинальный дизайн.

3. Appa токовые клещи — производятся в Тайване и являются одними из самых популярных токовых клещей во всем мире.

Технические особенности Арра А9:

• способны измерить силу тока при постоянном напряжении от 0 до 1000 В;
• при переменном напряжении от 0,1 Ома до 2000 Ом;
• возможность прозвона электросети;
• функция удержания — присутствует;
• возможность автомвыключения;
• чехол — присутствует;
• управление производится одной кнопкой;
• возможность работы, как правой, так и левой руками;
• наличие фиксаторов щупов;
• легкость эксплуатации и замены батареи.

4. Токовые клещи Mastech — производят в Китае.

Технические особенности Mastech ms2203:

• графическая шкала и подсветка присутствуют на ЖК дисплее;
• максимальное раскрытие клещей — 5 см;
• основные функции: измерение переменного тока, частотное изменение, активная и полная мощность, опция расхода энергии;
• выбор диапазона осуществляется вручную;
• возможность подключения к ПК;
• минимальные и максимальные измерения записываются.

Клещи токовые M26C — технические особенности:

• дополнительное измерение температуры;
• изменение частоты входного сигнала отсутствует;
• функция измерения переменного тока, переменного и постоянного напряжения;
• имеется большой ЖК экран.

5. Токовые клещи Uni t — производство Китай.

Технические особенности Uni t UT203:

• имеют защиту от перегрузки;
• функция фиксации измерения и автовыключения присутствует;
• возможность распознания тока утечки;
• в комплект входит: инструкция по использованию, клещи, щупы измерительные, чехол, батареи;
• наличие диодного теста;
• опции постоянного и переменного тока, постоянного и переменного напряжения присутствуют.

Токовые клещи — инструкция по эксплуатации

Обязательным элементом использования токовых клещей является соблюдение правил безопасности:

1. Обязательно ознакомьтесь с инструкцией по эксплуатации токовых клещей.

2. Не превышайте максимально допустимую величину использования токовых клещей, которая указывается в его технических характеристиках.

3. Не прикасайтесь к гнездам клещей, в то время когда они находятся в рабочем состоянии.

4. Чтобы измерить величину переключателя диапазона измерения, обязательно отсоедините клещи от проводникового устройства.

5. Не измеряйте сопротивлений при наличии напряжения.

6. Будьте предельно осторожны во время работы под напряжением. Пальцы должны располагаться за пределами барьерной кромки.

Чтобы применить токовые клещи для измерения тока в жилом помещении, следует раскрыть щипы клещей и захватить ними провод, по которому будет осуществляться проверка. На экране, в зависимости от типа клещей появятся показания.

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:

1. Магнитопровод в форме клещей.
2. Кнопка раскрытия магнитопровода.
3. Переключатель методики измерения.
4. Электронный дисплей.
5. Гнезда для подключения щупов.
6. 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:

1. В раздвижной магнитопровод заводится проводник, на котором необходимо измерять ток.
2. Этот проводник для намотанной на магнитопровод катушки является первичной обмоткой трансформатора.
3. 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.

• 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.

Клещи-приставка AC/DC Holdpeak HP-605A. для больших токов

• Цена: $20.29 (куплено за $19.42)

• Перейти в магазин

Тóковые клещи позволяют производить измерение тока бесконтактным способом — просто обхватив этот провод. Клещи для переменного тока делаются как правило на основе тóкового трансформатора, выпускаются уже очень давно и стоят копейки. Клещи для постоянного тока — имеют в своей основе линейные датчик(и) холла, и стали доступны по цене не так давно. В целом, клещи можно поделить на клещи для переменки и клещи для постоянки, а по конструкции — на автономные и приставки. Из автономных недорогих AC/DC могу назвать ut210e, ms2108A, а из приставок — чуть подороже appa 32, hantek cc65/cc650, ну и вот «новый игрок» в нижнем ценовом диапазоне — Holdpeak.

Вообще, изначально клещи предназначены в пару к мультиметру HP890CN — сам есть соответствующее положение на селекторе. Но в принципе могут работать с любым другим тестером или даже осциллографом, потому что выдают напряжение прямо пропорциональное измеряемому току — 1мВ соответствует 1А.

Клещи имеют размеры 175х80мм (без боковой кнопки, открывающей «пасть»), вес около 300г, длина провода 70см.

В комплекте есть бумажка, назвать инструкцией которую язык не поворачивается. Там написано примерно следующее: подключите клещи к тестеру, включите, выберите на тестере режим «клещи», переключите клещи и тестер в соответствующий AC/DC режим, нажмите на тестере кнопку REL — и измеряйте. Никаких цифр, погрешностей, пределов — ничего. Впрочем, инструкция от HP890cn обещает 2.5%/3% +5 для DC и AC соответственно.

На передней панели кнопка питания, светодиод индицирующий включенное состояние и кнопка AC/DC. Забегая вперед, скажу что отличие AC от DC — во включенном последовательно конденсаторе, ну и подстроечники для AC и DC — разные.

Питаются от «кроны», потребляемый ток 4.4мА

Выходной сигнал — 1мВ=1А

Внутренний мир прост и незатейлив — LDO 7550 на 5В, преобразователь из +5В в -5В 7660 и операционный усилитель TL062

с обратной стороны платы — три подстроечных резисторы, кнопки и светодиод питания.

схема (если я ничего не напутал):

Названия микросхем, кнопок, разъемов — условные (скажем, вместо 7550 нарисовал 78L05, разъемы взяты тупо по числу контактов и т.д.). Конденсаторы не отпаивал и не прозванивал, для резисторов указаны надписи на них и их перевод в реальное значение (ибо для 0603 с 1% точности уже обозначение не цифра-цифра-множитель, а целая таблица)

Если я правильно понимаю (а с высокой вероятностью я таки ошибаюсь) — VR1 задаёт начальное смещение, то есть регулирует ноль, а VR2 и VR3 — калибровка по постоянке и переменке соответственно.

Режим AC отличается кроме другой выходной цепи и потенциометра — включенным последовательно конденсатором. Нафига это нужно — как по мне тайна великая есть. Видимо, чтобы отсечь постоянное смещение, которое неминуемо в клещах на датчиках холла. Чем это будет отличаться от переключения тестера в режим AC — уж я и не знаю. Как по мне — лучше бы подстроечник для этой цели ввели, оперативно 0 выставлять на постоянке.

Теперь измерения. Как я уже писал в заголовке — клещи рассчитаны на большие токи. Поэтому на малых токах точность будет никакая, но тем не менее попробуем проверить.

постоянка:

переменка:

Как видим, если на постоянке точность еще куда ни шло, то на переменке ну совсем не в дугу. впрочем, измерение переменных токов меня волнуют мало, а таких высоких — не волнуют вовсе, так что лично для меня это проблемой не является, но если я правильно понимаю, можно при желании подстроить (?) при помощи VR2 и VR3, что я и сделал для постоянного тока, хоть и не сфоткал. Но получилось не более +-0.1А с эталонным тестером, на вышеприведенных же токах, что я считаю вполне себе неплохим результатом. Ну не рассчитаны они на такие токи. Им нужны десятки и сотни ампер — там они покажут точнее и «раскроются в полной мере».