Токовые клещи

Струмові кліщі

Струмові кліщі призначені для вимірювання сили струму безконтактним способом, тобто без розриву кола. Тестування виконується шляхом змикання кліщів навколо провідника зі струмом. Таким чином вдається уникнути переривання подачі електроживлення на обладнання, що запобігає його простою, який у деяких випадках може бути досить дорогим.

Конструкція цього приладу складається з роз’ємного магнітопроводу з котушкою, перемикача діапазонів вимірювання, вимірювального пристрою та рукоятки.

Принцип дії датчика змінного струму схожий із принципом роботи трансформатора струму. У цьому випадку струмовимірювальні кліщі являють собою магнітопровід, що замикається та розмикається, з однією вторинною обмоткою. Первинною обмоткою служить провідник, у якому потрібно виміряти силу струму.

Магнітне поле, яке він генерує, наводить у магнітопроводі вихрове магнітне поле, що своєю чергою впливає на вторинну обмотку, наводячи в ній струм, пропорційний струму в провіднику. Його абсолютне значення залежить від кількості витків обмотки — чим їх більше, тим менший струм.

Для його вимірювання застосовується звичайний вимірювач змінного струму.

Для вимірювання постійного струму струмовимірювальні кліщі використовують датчик, що працює на ефекті Холла. Він полягає у виникненні різниці потенціалів на кінцях напівпровідника, розташованого під прямим кутом до ліній магнітного поля, під час подачі на нього струму.

Якщо цей струм є постійним, то різниця потенціалів буде прямо пропорційна напруженості магнітного поля, яка своєю чергою прямо пропорційна вимірюваному струму в провіднику.

Така схема дозволяє також вимірювати з високою точністю та малим фазовим зсувом форму змінного струму.

Описані струмові датчики мають широкий динамічний діапазон, рівну частотну характеристику до кількох кілогерц і лінійність вихідного сигналу.

Побудовані з їх використанням вимірювальні кліщі дозволяють вимірювати струм до 1,5 кА. Якщо сила струму в провіднику недостатня, застосовується замикання кліщами кількох петель провідника з вимірюваним струмом. У цьому випадку для отримання кінцевого результату необхідно показання струмових кліщів розділити на кількість петель.

Подібним чином можна виміряти різницю струмів у двох різнополярних провідниках. Для цього змикання струмових кліщів виконується навколо обох провідників. Якщо струми в них однакові, показання приладу будуть нульовими.

Існує ще один клас трансформаторів — це вимірювальні трансформатори та їх різновиди: еталонні й лабораторні трансформатори. Вони призначені для точних вимірювань напруги та струму, а також можуть застосовуватися для перевірки й повірки інших вимірювальних приладів.

Вимірювальні трансформатори напруги та струму часто використовуються в комерційному обліку. При цьому до вторинного кола вимірювального трансформатора підключається лічильник електричної енергії.