Токовые клещи предназначены для измерения силы тока бесконтактным способом (без разрыва цепи). Тестирование выполняется смыканием клещей вокруг проводника с током. Таким образом удается избежать прерывания подачи электропитания на оборудование, что приводит к его простоям, в некоторых случаях довольно дорогостоящим.
Конструкция этого прибора состоит из разъемного магнитопровода с катушкой, переключателя диапазонов измерения, измерительного устройства и рукоятки.
Принцип действия датчика переменного тока схож с принципом работы трансформатора тока. В этом случае токоизмерительные клещи представляют собой замыкающийся/размыкающийся магнитопровод, имеющий одну вторичную обмотку. Первичной обмоткой служит проводник, в котором требуется измерить силу тока.
Магнитное поле, генерируемой им, наводит в магнитопроводе вихревое магнитное поле, которое в свою очередь воздействует на вторичную обмотку, наводя в ней ток, пропорциональный току в проводнике. Его абсолютное значение зависит от количества витков обмотки – чем их больше, тем меньше ток.
Для его измерения применяется обычный измеритель переменного тока.Для измерения постоянного тока клещи токоизмерительные используют датчик, функционирующий на эффекте Холла. Он заключается в возникновении разности потенциалов на концах полупроводника, находящегося под прямым углом к линиям магнитного поля, при подаче на него тока. Если этот ток постоянен, то разность потенциалов будет прямо пропорциональна напряженности магнитного поля, которая в свою очередь прямо пропорциональна измеряемому току в проводнике.
Такая схема позволяет также измерить с высокой точностью и с малым фазовым сдвигом форму переменного тока.Описанные токовые датчики обладают широким динамическим диапазоном, плоской частотной характеристикой (до нескольких килогерц) и линейностью выходного сигнала.
Построенные с их использованием измерительные клещи позволяют измерять ток до 1,5 кА. При недостаточной силе тока в проводнике применяется замыкание клещами нескольких петель проводника с измеряемым током. В этом случае для получения конечного результата необходимо показания токовых клещей разделить на количество петель.
Подобным образом можно измерить разность токов в двух разнополярных проводниках. Для этого замыкание токовых клещей выполняется вокруг обоих проводников. При равенстве в них токов показания прибора будут нулевыми.
Существуют еще один класс трансформаторов, это измерительные трансформаторы и их разновидности эталонные и лабораторные трансформаторы, предназначенные для точных измерений напряжения и тока, могут применяться для проверки и поверки других измерительных приборов, измерительные трансформаторы напряжения и тока часто используются в коммерческом учете, при этом ко вторичной цепи измерительного трансформатора подключается счетчик электрической энергии.