Сегодня я подробно расскажу Вам про электроизмерительные клещи.

Прошу не путать эти два словосочетания, потому что это не одно и тоже. Впрочем, Вы сами сейчас убедитесь в этом.

Электроизмерительные клещи применяются для замера параметров электрической цепи. К параметрам относятся:

напряжение

сопротивление

Электроизмерительные клещи относятся ТОЛЬКО к основным до и выше 1000 (В).

В электроустановках до 1000 (В) измерение вышеперечисленных параметров с помощью электроизмерительных клещей осуществляется без разрыва контролируемой цепи.

Конструкция электроизмерительных клещей

Как выглядят электроизмерительные клещи, наверное, представляет практически каждый .

В их конструкции нет ничего сложного.

Электроизмерительные клещи имеют встроенный . У трансформатора тока магнитопровод является разъемным.

В качестве первичной обмотки служит проводник с измеряемым током. В качестве вторичной обмотки используется электроизмерительный прибор.

В настоящее время существуют большое количество электроизмерительных клещей различных типов и моделей. В зависимости от типа и модели клещей, электроизмерительный прибор бывает, как аналоговый (стрелочный), так и цифровой.

В данной статье в качестве примера я привожу электроизмерительные клещи М266 из своего перечня . Они мне нравятся своей простотой и надежностью.

Электроизмерительные клещи до 1000 (В) состоят из рабочей части и корпуса. В качестве рабочей части используется:

магнитопровод

• электроизмерительный прибор

В качестве изолирующей части клещей используется сам корпус с упором и рукояткой.

Электроизмерительные клещи выше 1000 (В) состоят из:

• рабочей части
• изолирующей части
• рукоятки

В качестве рабочей части клещей используется магнитопровод, обмотка и электроизмерительный прибор, который бывает, либо съемным, либо встроенным в электроизоляционном корпусе.

Изолирующая часть электроизмерительных клещей выше 1000 (В) должна иметь длину не менее 38 (см), а рукоятка — не менее 13 (см).

Если честно, то мне ни разу не приходилось применять электроизмерительные клещи выше 1000 (В) в живую.

Испытания электроизмерительных клещей

Во время эксплуатации электроизмерительных клещей необходимо проводить им . Периодичность испытаний электроизмерительных клещей — 1 раз в год. А продолжительность испытаний составляет 5 минут.

Испытательное напряжение 40 (кВ) подается между магнитопроводом и временным электродом, который установлен около ограничительного упора со стороны изолирующей части. Это относится к электроизмерительным клещам до 10 (кВ).

Для клещей до 1000 (В) испытательное напряжение 2 (кВ) подается между магнитопроводом и основанием рукоятки.

Как пользоваться?

Основное правило!!! Пользоваться электроизмерительными клещами до 10 (кВ) допускается ТОЛЬКО в .

При проведении замеров параметров цепи, электроизмерительные клещи требуется держать на весу. Запрещено наклоняться к электроизмерительному прибору клещей для снятия показаний.

В электроустановке до 10 (кВ) запрещается использовать выносные приборы, а также переключать пределы измерения. Чтобы переключить предел, необходимо снять клещи с токоведущей части.

Запрещено работать электроизмерительными клещами на опорах воздушных линий до 1000 (В), если клещи специально не предназначены для этого.

Ниже я покажу Вам как пользоваться электроизмерительными клещами.

Приведу наглядный пример. Допустим, что нам необходимо произвести замер величины переменного тока. Для этого нужно переключить предел клещей на «АСА», развести магнитопровод и обхватить проводник (провод), идущий на интересующую нас нагрузку. Электроизмерительный прибор клещей покажет нам величину тока в этом проводнике.

В своем примере я сделал немного иначе. На испытательном стенде для проверки , с помощью источника тока я навел в проводнике около 5 (А). Это видно по амперметру.

А теперь проверим с помощью электроизмерительных клещей ток в этом проводнике.

Измеренный ток с помощью электроизмерительных клещей составил 5 (А), что соответствует величине заранее наведенного тока.

Если вы не знаете как пользоваться токоизмерительными клещами, то смело читайте данную статью. Здесь вы найдете инструкцию по их эксплуатации, снабженную подробными фотографиями. Тут я использовал модель, которая на данный момент оказалась у меня под рукой. Это токовые клещи Fluke 302+. Данную инструкцию можно применить практически к любым подобным устройствам.

Пользоваться данными устройствами очень легко. Конструкция токовых клещей позволяет проводить измерения на действующей электроустановке без каких-либо дополнительных монтажных работ и без разрыва цепи электропитания. Это является их огромным плюсом. Для измерения необходимо установить переключатель в нужное положение, обхватить клещами провод и зафиксировать показания тока.

Главная трудность в таких измерениях заключается в выделении отдельного одиночного проводника. Если клещами обхватить весь провод (фазный и нулевой проводники), то вы получите сумму токов, протекающих по обоим жилам. В идеале тут должен высветиться нуль, так как токи протекающие по фазному и нулевому проводникам равны по величине, но противоположны по направлению. Как показано на фотографии ниже вы ничего не узнаете и так измерять ток нельзя. Хотя если в таком положении клещи покажут какое-либо значение тока отличное о нуля, то это будет означать, что в данной цепи есть утечка, равная полученному значению.

Поэтому необходимо найти место, где данные проводники разделяются, и где есть возможность подлезть клещами. Например, в распределительном щитке в месте подключения фазы к автоматическому выключателю . К сожалению этого сделать можно не везде. Это является их небольшим минусом, но возможность измерения без разрыва цепи его полностью перекрывает, по крайней мере в моей деятельности.

Я работаю в связевых помещениях, где категорически запрещено обесточивать оборудование связи, поэтому токовые клещи являются единственным устройством, которым возможно померить ток и посчитать потребляемую нагрузку.

Ниже инструкция описана на моделе Fluke 302+. Это качественные и хорошие токоизмерительные клещи, но они могут измерять только переменный ток. Постоянный ток другими моделями клещей измеряются аналогично как и переменный, только необходимо переключить их в режим измерения постоянного тока.

Перед любыми измерениями убедитесь, что ваша модель токоизмерительных клещей сможет для этого подойти. На них указано максимальное значение тока, которое можно ими измерить. В моем случае это переменный ток до 400А. Хотя такие большие токи вы у себя дома не встретите и поэтому дома подойдут любые модели.

Также на самих измерительных приборах указывается категория безопасности. В моем случае на моделе Fluke 302+ имеется маркировка:

• CAT III 600 V - это означает, что устройство защищено от кратковременных скачков напряжения внутри оборудования при эксплуатации в составе стационарных систем напряжением до 600В, например распределительных панелей, фидеров и ответвлений, а также систем освещения крупных зданий.
• CAT IV 300 V - это означает, что устройство защищено от кратковременных скачков напряжения от оборудования первичного уровня электроснабжения напряжением до 300В, например электрического счетчика, установки воздушной или подземной системы общего пользования.

Инструкция как пользоваться токоизмерительными клещами

Выше я описал основные функции токоизмерительных клещей, т.е. измерение тока без разрыва цепи. Думаю, что все понятно.

Для универсальности данного прибора практически все производители добавляют в его конструкцию дополнительные функции. Это возможность измерения других параметров, таких как напряжение, сопротивление и т.д. Об этом я расскажу в следующей статье: "Дополнительные функции токоизмерительных клещей ".

Сегодня нам так не хватает улыбок:

Сидят два электрика на столбе. Мимо них идет старушка.
Первый электрик:
- Бабуль, подай, пожалуйста, провод.
Старушка:
- Какой, милай, этот?
Электрик:
- Нет, бабуль, другой.
Старушка подает.
- На, сынок.
Первый электрик второму:
- Я же говорил, что "ноль" , а ты - "фаза", "фаза" !!!

Клещи токоизмерительные представляют собой прибор, основным назначением которого является измерение электрического ток без разрыва электрической цепи и нарушения ее функционирования.

Дополнительно этот прибор способен измерять также напряжение, частоту, температуру (в некоторых моделях).

В соответствии с измеряемыми величинами делятся на амперметры, вольтметры, ваттметры, фазометры, ампервольтметры.

К самым распространенным относятся клещевые амперметры для измерения переменного тока, получившие название токоизмерительных клещей. С их помощью можно быстро измерить ток в проводнике, не разрывая и не отключая электрическую цепь. Электроизмерительные клещи могут применяться в электроустановках до 10000В.

О назначении многих электрических приборов и инструментов известно любому обывателю – все знают, зачем нужен паяльник или электрическая дрель. Но далеко не у каждого, даже не на каждом предприятии найдутся токоизмерительные клещи.

Несмотря на это, токовые клещи предназначены для широкого использования, просто очень многие не знают о существовании такого прибора и не умеют ним пользоваться.

Где применяются электроизмерительные клещи?

Клещи токоизмерительные могут стать незаменимым помощником как для бытовых потребителей, так и на предприятиях различных масштабов. С их помощью возможно:

• - определять фактическую нагрузку в сети. Чтобы определить нагрузку однофазной сети, осуществляется замер на вводном кабеле, полученное значение тока в амперах умножается на напряжение в сети и косинус угла между фазами (cos φ). Если отсутствует реактивная нагрузка (мощные индуктивные элементы, дроссели, двигатели), то последнее значение принимается равным единице (cos φ = 1).
• - для измерения мощности различных приборов. В случае возникновения необходимости измеряется сила тока участка цепи с подключенным потребителем. Мощность определяется по вышеописанной формуле.
• - для проверки функционирования приборов учета потребления электроэнергии, например, сверки показаний счетчиков с фактическим потреблением.

Конструкция и обозначения

В состав электроизмерительных клещей любой модификации входят следующие основные части: клещи-магнитопровод, переключатель диапазонов и функций, дисплей, выходные разъемы, кнопка фиксации измерений. В данной статье рассматриваются токовые клещи марки mastech M266 .

Переключатель может быть установлен в одно из положений режимов измерений:

1. - DCV – постоянное напряжение;
2. - ACV – переменное напряжение;
3. - DCA – постоянный ток;
4. - ACA – переменный ток;
5. - Ω - сопротивление;
6. - значок диода – проверка диодов;
7. - значок сигнала – прозвонка с зуммером.

Три входных разъема прибора имеют защиту от перегрузки. При подключении прибора черный провод щупов подсоединяется к разъему «COM», а красный – к разъему «VΩ». Третий разъем, обозначенный как «EXT», применяется для подключения измерителя изоляции.

Порядок измерения тока

Переключатель пределов устанавливается в положение, соответствующее необходимому диапазону измерения переменного тока. Токовые клещи подключаются к измеряемому проводнику.

Если на дисплее наблюдается только значение «1», то необходимо переключатель пределов установить на более высокое значение, так как возникла перегрузка.

Порядок измерения напряжения

Красный провод щупа подсоединить к разъему «VΩ», черный – к «COM». Переключатель пределов установить в положение, соответствующее измеряемому диапазону.

Щупы подсоединить к измеряемой нагрузке или источнику напряжения. На экране прибора будет наблюдаться измеряемое напряжение, а также его полярность. Если на экране наблюдается только значение «1», то переключатель пределов необходимо переключить на более высокое значение, так как возникла перегрузка.

Порядок измерения сопротивления

Щупы прибора так же, как и при измерении напряжения. Переключатель диапазонов установить на диапазон «Ω». Если прибор используется для прозвонки, то переключатель нужно установить в соответствующее положение. Если сопротивление измеряемого участка схемы меньше 50 Ом, то будет звучать сигнал зуммера.

Электроизмерительные клещи – принципы работы

В работу простейших токоизмерительных клещей переменного тока положен принцип одновиткового трансформатора тока.

Его первичная обмотка представляет не что иное, как провод или шину, в которой измеряется ток. Вторичная обмотка, имеющая больше количество витков, намотана на разъемный магнитопровод и находится в самих клещах. К вторичной обмотке подключен амперметр.

Измерив ток, который протекает во вторичной обмотке с учетом известного коэффициента трансформации измерительного трансформатора, можно получить величину тока, измеряемую в проводнике.

Заметим, что с помощью токоизмерительных клещей измерять ток (а по сути - нагрузку) в цепи совсем не сложно и очень удобно. Сам процесс измерения заключается в следующем.

С помощью рукоятки выставляется измеряемая величина. Клещи размыкаются, в них пропускается проводник, рукоятка отпускается и клещи замыкаются. Дальнейший порядок использования электроизмерительных клещей точно такой же, как и при обращении с обычным тестером.

Подсоединять клещи можно как к изолированному, так и неизолированному проводу. Самое главное – охватываться должна только одна шина. На индикаторе прибора отображается величина тока измеряемой цепи.

Таким образом, если охватить проводник и нажать кнопку, то после размыкания магнитокопровода на экране прибора сохранится зафиксированное измеренное показание прибора.

По токоведущей части, которая охвачена магнитопроводом, проходит переменный ток. В магнитопроводе создается переменный магнитный поток, в результате которого во вторичной обмотке возникает электромагнитная индукция – по ней (вторичной обмотке) начинает протекать ток, который измеряется амперметром.

Современные токоизмерительные клещи выполняются по схеме, в которой сочетается трансформатор тока и выпрямительный прибор. Она позволяет выводы вторичной обмотки присоединять к измерительному прибору через набор шунтов, а не напрямую.

Как пользоваться токоизмерительными клещами

Как измерить нагрузку сети в квартире?

Переключатель диапазонов устанавливается в положение АСА 200. Раскрыв токовые клещи, на вводе в квартиру охватить ними изолированный провод, зафиксировать показания, которые появились на экране прибора.

Полученная величина умножается на напряжение сети 220 В, косинус берется равным единице.

Пример. Допустим, прибор показывает 6А. Это значит, что нагрузка сети квартиры составляет:

Р = 6 · 220= 1320 Вт = 1.32 кВт.

По этим данным можно проверить правильность работы счетчика потребляемой электроэнергии, соответствие фактической нагрузке вводного кабеля и др.

Маленькая хитрость при измерениях

Как можно измерить небольшой ток с помощью электроизмерительных клещей?

Для того, чтобы измерить токоизмерительными клещами небольшую силу тока, необходимо провод, на котором нужно узнать ток, намотать несколько раз на разомкнутый магнитопровод. Предел измерений установить на минимальное значение.

Токоизмерительные клещи обязательно должны быть в наборе у каждого электрика.

Планируете сами выполнять электромонтажные работы? Для этого вам понадобятся токовые клещи переменного тока, которые позволяют проводить все необходимые измерения в домашней электропроводке. Я расскажу, как они устроены и для чего нужны и, а также подробно опишу, как правильно работать с этим прибором.

Для чего можно использовать измерительные клещи

Современные токоизмерительные клещи, по сути можно считать мультиметром. Этот инструмент позволяет измерить не только силу тока, но и определить много других параметров электросети:

• Наличие или отсутствие фазы в сети;
• Напряжение постоянного и переменного тока;
• Сопротивление электрической цепи;
• Сопротивление и пробой изоляции электроприборов;
• Обрыв или короткое замыкание в электрической цепи;
• Потребляемую мощность электроприборов;
• Фактическую нагрузку на подводящий кабель или на вводной автомат в электрощите.

Индукционные клещи для измерения тока позволяют выполнять замеры даже на изолированном проводнике без разрыва электрической цепи. Главное условие заключается в том, что через рамку магнитопровода должен проходить только один проводник - или фазный, или нулевой.

Разновидности токовых клещей

Чтобы знать, какие токовые клещи выбрать для домашней мастерской, вы должны понимать, что они отличаются между собой не только по внешнему виду. Различные модели могут иметь существенные функциональные отличия, например:

1. Индикатор - может быть аналоговым или цифровым:

• В аналоговых индикаторах показания отображаются на стрелочных приборах. Такие приборы стоят дешевле, однако они менее удобны, поскольку имеют меньше функциональных возможностей;
• Цифровые индикаторы выводят информацию в более удобном виде, однако стоят немного дороже, а для их работы обязательно требуется батарейка.

1. Параметры измерений:

• Самые простые модели могут измерять только силу тока в сети переменного напряжения;
• Устройства из среднего ценового диапазона позволяют измерять напряжение и силу переменного и постоянного тока, а также сопротивление и короткое замыкание в электрической цепи;
• Более дорогие модели, помимо основных измерений, могут иметь ряд дополнительных функций, например, цифровой термометр с выносным термодатчиком, тестер для диодов и транзисторов и пр.

Устройство токоизмерительных клещей

Обычно клещи для измерения силы тока изготавливаются в пластиковом корпусе и продаются в мягком матерчатом чехле. В комплект поставки также входит инструкция по эксплуатации и провода с пластиковыми наконечниками, а элементы питания нужно покупать отдельно.

Клещи для замера силы тока состоят из следующих элементов:

1. Магнитопровод изготовлен из металла в пластиковой оболочке в виде шарнирных смыкающихся клещей;
2. Клавиша раскрытия створки магнитопровода . Нажимается для пропускания токоведущего кабеля через магнитопровод;
3. Штекерные разъемы - служат для подключения проводов с измерительными щупами. Черный разъем – общий, а красные используются в зависимости от типа измерений;
4. Дисковый переключатель - применяется для выбора режимов измерения;
5. Жидкокристаллический экран - служит для вывода цифровой информации. Некоторые модели оборудованы экранами с подсветкой;
6. Клавиша фиксации результатов измерений в памяти прибора. Применяется в том случае, когда во время замеров вы не видите показаний на цифровом индикаторе. После нажатия они остаются на экране;
7. Провода с пластиковыми измерительными щупами . Применяются для замера сопротивления, постоянного и переменного напряжения, а также других параметров электросети;
8. Источник постоянного тока (пальчиковые батарейки АА или крона);
9. Матерчатый чехол – используется для хранения и транспортировки прибора.

Принцип работы

Все подобные устройства для измерения переменного тока работают по принципу трансформатора с одной обмоткой, а функцию магнитопровода в нем выполняет разъемная рамка клещей:

1. Первичная обмотка данного трансформатора - это токоведущая шина или электрический кабель, на котором вы измеряете силу тока;
2. Вторичная обмотка находится внутри прибора. Она намотана тонким проводом с большим количеством витков вокруг разъемной рамки магнитопровода;
3. Амперметр - индикаторный прибор, который непосредственно показывает значение силы тока:

• В аналоговых устройствах стрелочный амперметр подключается последовательно к вторичной обмотке трансформатора;
• В цифровых приборах сигнал с вторичной обмотки поступает в электронный преобразователь, который рассчитывает и выдает значение силы тока на жидкокристаллический экран.

1. Измерение переменного тока выполняется по принципу электромагнитной индукции:

• Во время замеров токоведущий проводник должен находиться внутри замкнутой рамки магнитопровода;
• При прохождении переменного электрического тока по проводнику, в магнитопроводе наводится индуктивное напряжение;
• За счет электромагнитной индукции электрический ток переходит во вторичную обмотку, в которой его сила измеряется амперметром.

Принцип электромагнитной индукции можно использовать только для измерения силы переменного тока. Все остальные параметры электросети измеряются при помощи проводов с выносными изолированными щупами.

Как правильно пользоваться клещами

Ниже представлена иллюстрированная инструкция по применению. В ней я расскажу, как правильно использовать токовые клещи для измерения основных параметров и определения неисправностей в бытовой электросети:

Иллюстрация	Вид измерения
	Измерение переменного тока: Дисковый регулятор перевести в положение со значком переменного тока (АС); При помощи клавиши разомкнуть рамку магнитопровода, завести в нее один проводник, и сомкнуть ее обратно; На экране высветится значение силы тока; Для корректного отображения информации клещи тока желательно держать неподвижно, и не перемещать вдоль проводника; Для фиксации показаний нужно нажать кнопку HOLD; Провода со щупами в данном случае использовать не требуется.
	Измерение постоянного тока: Провод со щупом красного цвета подключить к красному разъему, а черный провод - к черному разъему; Дисковый регулятор выставить напротив обозначения постоянного тока (DC); Провода со щупами включить в электрическую цепь последовательно нагрузке; После подачи питания в цепь нагрузки, на экране прибора будет отображаться потребляемый ток. При измерении силы тока, параллельное подключение прибора к сети категорически недопустимо!
	Измерение напряжения: Провода со щупами подключить к прибору так, как указано выше; Диск регулятора установить напротив значка переменного или постоянного напряжения (V~) или (V -); Щупы на проводах подключить к сети параллельно фазному и нулевому проводнику; Для измерения постоянного напряжения нужно соблюдать полярность; Красный щуп надо подключить к плюсовому проводнику, а черный щуп – к минусовому. Для измерения напряжения всегда применяется только параллельное подключение прибора к сети.
	Измерение сопротивления: Дисковым регулятором на тестере выставить предполагаемое значение сопротивления; Низкое сопротивление измеряется в Омах, а высокое – в килоОмах или мегаОмах; Щупами прикоснуться к каждому выводу электроприбора; Если на индикаторе высветится единица, то нужно перевести диск на большее значение. Сопротивление всегда измеряется параллельно нагрузке, при этом полярность проводов никакого значения не имеет.
	Определение обрыва или короткого замыкания: Прозвон цепи выполняется по аналогии с замером сопротивления; Регулятор нужно установить в положение с обозначением диода; Если цепь имеет очень низкое сопротивление или короткое замыкание, то вы услышите непрерывный звуковой сигнал встроенного зуммера, а на экране покажется ноль; Если в цепи есть обрыв, или она имеет высокой сопротивление, то вы ничего не услышите, и на экране индикатора высветится единица.
	Определение потребляемой мощности. Если у вас возникло подозрение, что кто-то из соседей подключился к вашему кабелю, то это легко проверить своими руками: Включить несколько мощных потребителей электроэнергии в вашей квартире; С помощью клещей измерить потребляемый ток; По формуле P = I x V определить потребляемую мощность; Например, если значение потребляемого тока 20А, то потребляемая мощность получится 20 х 220 = 4,4 кВт/час; Записать текущие показания электросчетчика, и посмотреть насколько они изменятся в течение часа; Если потребление по счетчику показывает более 4,4 кВт/час, то у вас либо где-то есть утечка напряжения, либо кто-то у вас ворует электричество.

Если вам нужно выполнить замеры в цепи с очень маленькой силой тока, я советую поступить так: на рамку магнитопровода намотать пять или десять витков токоведущего проводника и замерить силу тока. Полученное значение на индикаторе нужно разделить на количество витков (на 5 или на 10).

Заключение

Теперь вы знаете, как выбрать токовые клещи, и как их правильно использовать при выполнении электромонтажных работ. Советую обратить внимание на видео в этой статье, а все предложения и вопросы оставлять мне в комментариях.

ТОКОВЫЕ КЛЕЩИ

Современный метод измерения напряжённости электрического или магнитного поля.

Введение

Клещеобразные токовые датчики разработаны для расширения возможностей измерения цифровых мультиметров, измерителей параметров мощности, осциллографов, портативных осциллографов, регистрираторов или самописцев, и других разнотипных инструментов. При тестировании клещи смыкаются вокруг проводника тока для проведения бесконтактного измерения без разрыва цепи. Выходные значения в виде напряжения или тока прямо пропорциональны измеряемому току. Это дает возможность проводить измерения и выводить значения на дисплей приборов с небольшим диапазоном входных значений напряжения и тока.

При измерениях проводник тока не разрывается и остаётся электрически изолированным от входов измерительного прибора. В результате чего низковольтные входы могут быть переведены в третье состояние (с высоким импедансом) или заземлены. Для выполнения измерения с помощью токового датчика нет необходимости прерывать подачу питания, что устраняет простои, обходящиеся подчас очень дорого.

Измерение действительных среднеквадратических значений, в диапазоне частотных характеристик датчика, возможно при использовании токового датчика CHAUVIN ARNOUX с мультиметром RMS, предназначенным для измерения среднеквадратических значений. В большинстве случаев измерение среднеквадратических значений ограничивается не возможностями данных токовых датчиков, а приборами к которым они подключены. Наилучшие результаты измерения обеспечиваются при применении датчиков обладающих высокой точностью, хорошей частотной характеристикой, при минимальном сдвиге фаз.

CHAUVIN ARNOUX предлагает широкий выбор токовых датчиков для измерения постоянного (DC) и переменного (AC) тока. Несколько токовых датчиков CHAUVIN ARNOUX имеют патенты на их уникальную схему и дизайн.

Токовые датчики для измерения переменного тока.

Принцип работы

Токовый датчик для измерения параметров переменного тока может рассматриваться как разновидность простого трансформатора тока. Трансформатор (рис.1) по существу имеет две катушки на общем железном сердечнике. Напряжение I1подаётся на катушку В1, наводя через общий сердечник напряжение I2 на катушке В2. Число витков на каждой катушке и значение напряжения имеют отношение по формуле:

N1 x I1 = N2 x I2, где N1 и N2 это число витков на каждой катушке. Из этого отношения следует: I2 = N1 x I1/N2 и I1 = N2 x I2/N1.

Рисунок1

Тот же самый принцип используется в токовом датчике (рис. 2). На замкнутом магнитопроводе в виде клещей замкнутых на проводнике, находится катушка B2 , по которой протекает электрический ток I1.

В1 это просто проводник, на котором пользователь проводит измерения, при количестве обмоток, образуемых проводником - равным единице. Токовый датчик замкнутый вокруг проводника вырабатывает выходной ток, значения которого определяются количеством витков на катушке В2, по формуле:

I2 (выход датчика) = (N1 / N2) x I1, где N1 = 1 или, иначе, Выходное зачение датчика = I1/N2 (где N2 это число витков на катушке датчика).

Часто бывает очень трудно измерить I1 непосредственно, так как значение силы тока слишком велико, чтобы подавать его непосредственно на цепь измерительного прибора, или просто потому, что недопустимо разрывать цепь. Для обеспечения приемлемого выходного значения на катушке датчика размещается большое количество витков.

Рисунок 2

Количество витков на катушке датчика в большинстве случаев имеют кратные значения (например, 100, 500 или 1000).

Если N2 равно 1000, в этом случае клещи имеют соотношение N1/ N2 или 1/1000, которое обозначается как 1000:1. Ещё один способ выразить соотношение это сказать что выходное значение датчика 1 мА/А - выходное значение 1 мА (I2) для 1А (или 1А@1000А) появляющееся на дисплее датчика. Существует множество других возможных соотношений: 500:5, 2000:2, 3000:1, 3000:5 и так далее - для различного применения. В большинстве случаев токовый датчик используется с цифровым мультиметром. Рассмотрим для примера токовый датчик с соотношением 1000:1 (модель C30) с токовым выходом и соотношением 1мА/A.

Данное соотношение означает, что ток, протекающий через захваты токовых клещей преобразуется в ток на выходе следующим образом:

Входной ток проводника	Выходной ток датчика
1000A	1 A
750A	750 мА
250A	25OмА
10A	10 мА

Выход датчика подключается к цифровому мультиметру, в режиме измерения переменного тока в соответствующем диапазоне значений для преобразования выходного сигнала датчика. Затем, для определения параметров тока в проводнике необходимо умножить показания мультиметра на соотношение датчика (например, значение 150 мА в диапазоне измерения 200 мА соответствует силе тока 150 мА x 1000 = 150 A в измеряемом проводнике).

Токовые клещи могут использоваться и с другими приборами измеряющими ток в диапазоне, соответствующем выходу датчика, если данные измерительные приборы имеют требуемое входное сопротивление (см. рис. 3).

Рисунок 3

Токовые датчики могут также иметь выходы как по току так и по напряжению, для осуществления измерений тока приборами имеющими только входы по напряжению (регистрирующие устройства, осциллографы и т.д. рис. 4 и 5).

Рисунок 4

Рисунок 5

Это просто осуществить согласованием токового выхода датчика с датчиком, имеющем на выходе напряжение (модель Y4N или Mini1). В этих случаях напряжение на выходе датчика в мВ пропорционально измеряемому току (напр. 1мВ/А переменного тока).

Токовые клещи для измерения параметров постоянного и переменного тока

Принцип работы (эффект Холла)

В отличие от традиционных преобразователей переменного тока, измерение параметров переменного и постоянного тока часто осуществляется посредством измерения напряжённости магнитного поля созданного проводником тока в полупроводниковом кристалле в соответствиис эффектом Холла.

Когда тонкий полупроводник (рис. 6) располагается под прямым углом к магнитному полю (B), и на него подаётся ток (Id), на концах полупроводника возникает напряжение (Vh). Это напряжение известно как напряжение Холла, в честь американского учёного Эдвина Холла, который первым открыл это явление.

Рисунок 6

Когда ток возбуждения (Id) в устройстве Холла поддерживается постоянным, напряжённость магнитного поля (B) является прямо пропорциональной току в измеряемом проводнике. Таким образом, выходное напряжение (Vh) соответствует данному току. Подобная схема имеет два важных преимущества для измерения параметров тока:

• Первое, так как напряжение Холла не зависит от изменения направления магнитного поля, а только от значения его напряжения то данное устройства может быть использовано для измерения постоянного тока.
• Второе, когда напряжение магнитного поля изменяется вследствие изменения тока в проводнике, реакция на изменение происходит мгновенно. Таким образом, форма электромагнитной волны переменного тока может быть определена и измерена с высокой точностью и небольшим сфазовым сдвигом.

Базовая конструкция датчика в виде токовых клещей в показана на рис. 7 (примечание: используется один или два генератора Холла в зависимости от типа токового датчика).

Рисунок 7

Большинство токовых датчиков CHAUVIN ARNOUX, для измерения переменного и постоянного тока, разработаны на принципе рассмотренн ом выше, с использованием запатентованной электронной схем объединяющей в себе преобразование сигнала для передачи на линейный выход и цепь компенсации температуры.

Токовые датчики имеют широкий динамический диапазон и частотную характеристику, а также выходной линейный сигнал высокой точности. Они могут применяться во всех областях измерения тока до 1500 A. Постоянный ток может быть измерен без дорогих, мощных шунтов. Переменный ток частотой до нескольких килогерц может быть измерен с точностью требуемой для измерения сложных сигналов, а также для измерения среднеквадратических значений.

Выходной сигнал токового датчика в милливольтах мВ (мВ DC при измерении постоянного тока, и мВ AC при измерении переменного тока), выход датчика может быть подключен к большинству приборов, имеющих вход для измерения напряжения, как мультиметр, осциллограф, портативный осциллограф, самописец и т.п.

CHAUVIN ARNOUX также предлагает различные решения для измерение постоянного тока, такие как К1 и К2, разработанные для измерения постоянного тока с очень небольшим значением, использующие технологии с насыщенным магнитным полем.

Датчики для переменного и постоянного тока позволяют измерять и выводить на дисплей действительные среднеквадратические для значения для AC или AC+ DC.

Измерение переменного и постоянного тока:

Подключите датчик к измерительному прибору.

Выберите функцию и диапазон измерения.

Замкните датчик вокруг одного провода.

Считайте значение тока в проводнике.

Пример:

Рисунок 8

Измерение переменного тока (АС): модель датчика тока: Y2N

Соотношение:1000:1
Выходной сигнал:1 мА AC/ A AC .
Мультиметр: установите диапазон измерения 200 мА AC (переменного тока).
Считываемое значение на мультиметре: 125 мА АС
Сила тока в проводнике: 125 мА x 1000 = 125 A AC

Измерение постоянного тока (DC): модель датчика тока: PAC 21

1 мВ DC/A DC (датчик Холла)
Показания на приборе:160 мВ DC
Сила тока в проводнике:160 A DC

Измерение переменного тока AC: модель датчика: PAC 11

Выход -1 мВ AC/A AC
(датчик Холла)
Мультиметр: установлен диапазон измерения 200 мВ AC.
Показания на приборе:120 мВ AC
Сила тока в проводнике:120 A AC

Измерение постоянного тока DC: микродатчик К1.

Выход:1 мВ/мА
Мультиметр: установлен диапазон измерения 200 мВ DC.
Показания измерительного прибора: 7.4 мВ DC
Сила тока в проводнике:7.4 мА DC

Измерение малых значений тока, измерение на петлях из проводника, измерение тока утечки и другие измерения

Для измерения малого тока предлагается большое число датчиков, например К1 и К2 имеют чувствительность 50 мА DC, а модель K2 может быть использована для измерения на кольцах из проводника с ток ом 4-20 мА. Имеется специальный раздел каталога для датчиков, измеряющих малые значения тока.

Пример:
петля 4-20 мА
Модель датчика K2
Выход: 10мВ/мА
Мультиметр: установите диапазон измерения 200 мВ DC.
Показание мультиметра:135 мВ DC (постоянного тока).
Сила тока в петле:13.5 мА DC (постоянного тока).

Если измеряемое значение слишком мало, для использования датчика или для увеличения точности измерения можно замкнуть клещами несколько петель проводника тока. Значение тока определяется отношением показания прибора к количеству витков проводника охваченных токовыми клещами (показания прибора необходимо разделить на количество витков замкнутых клещами).

Пример:
Модель датчика: С
Соотношение:1000:1
Цифровой универсальный измерительный прибор: установите диапазон измерения 200
мА AC.
Сделайте 10 петель из проводника и замкните вокруг их токовые клещи.
Показание измерительного прибора:60 мА AC
Сила тока в проводнике: 60 мА x 1000 /10 = 6000 мА = 6 A

Рисунок 9

Когда токовые клещи замкнуты вокруг двух проводников с различной полярностью, прибор будет показывать разницу значений тока двух проводников. Если значения равны прибор будет показывать нулевое значение (рис. 10). Если прибор показывает значение отличное от "0", то прибор показывает значение утечки тока для данной нагрузки.

Рисунок 10

Для измерения малых значений тока или для измерения утечки необходимо использовать токоизмерительные клещи предназначенные для измерения небольших значений, как, например модель В2.

Ток утечки на землю может быть измерен непосредственно при использовании следующей простой модели (рис. 11).

Рисунок 11

Пример : рис. 11.

Модель датчика Miniclamp 1
Соотношение:1 мВ/мА AC
Мультиметр: установите диапазон измерения 200 мВ AC.
Показание измерительного прибора:10 мВ AC
Ток утечки:10 мА AC.

Выбор датчика тока.

Ответ на следующие вопросы поможет Вам выбрать токовый датчик для соответствующего применения.

1. Определите тип измеряемого тока: переменный или постоянный ток (датчики, предназначенные для измерения постоянного тока, имеют обозначение AC/DC (переменный/постоянный), так как они могут измерять значения, как для переменного, так и для постоянного тока).

2. Определите наибольшее и наименьшее значение. Определите подходит ли точность измерения в нижнем диапазоне или выберите токовый датчик для малых значений тока. Многие датчики имеют высокую точность измерения в верхнм диапазоне. Некоторые же предназначены для измерения небольших значений переменного или постоянного тока.

3. Какой диаметр провода необходимо охватить клещами? Этот параметр определяет необходимый размер токовых клещей.

4. Какой тип выхода датчика необходим Вам или в каких единицах будет выполняться измерение (мА, мВ, AC, DC, и т.п.)? Убедитесь, что входной импеданс измерительного прибора соответствует техническим требованиям.

Другие факторы, которые Вам необходимо учесть.

• Какое значение напряжения для проводника, на котором выполняется измерение?
  Датчики CHAUVIN ARNOUX не должны использоваться для напряжений выше 600 В (смотрите технические требования).
• Какой тип выходов Вам необходим: Джек, провода со штепселями или BNC - разъём?
• Определите, датчик будет использоваться для измерения силовых или гармонических значений?

Обратите внимание на характеристики по частотным параметрам и по сдвигу фаз.