Com funcionen els sensors i els comptadors de pinces per mesurar el corrent directe i altern

Per ampliar la funcionalitat de multímetres, oscil·loscopis i altres instruments de mesura elèctrics, s’utilitzen sensors de corrent en forma de pinça: pinces de corrent. Per fer mesures amb pinces, es tanquen a la circumferència del conductor amb corrent i, per tant, sense trencar el circuit i sense la necessitat de tallar cap shunt al conductor, mesuren.

És senzill i convenient. El dispositiu mostra el resultat de la mesura a la seva escala en forma de tensió o corrent proporcional al valor de corrent mesurat. L’avantatge del mètode rau en el fet que el dispositiu pot no tenir un rang d’entrada prou ampli, mentre que les pinces del sensor són prou capaces d’acceptar lliurement el conductor fins i tot amb un corrent molt alt.

El conductor amb el corrent mesurat no només roman intacte, sinó que sempre està aïllat galvànicament dels circuits del dispositiu de mesura. El propi dispositiu pot tenir un circuit d’entrada amb una impedància molt alta i fins i tot estar a terra. No cal que, d’alguna manera, s’hagi de regular o engegar i desactivar la potència del circuit, els paràmetres dels quals es mesuren per pinces, cosa que significa que no hi haurà temps d’aturada en el funcionament dels equips alimentats.

El valor rms del corrent a l’interval de freqüències del sensor es pot mesurar mitjançant un sensor de corrent amb un multímetre capaç de mesurar valors rms. En aquest cas, l’abast estarà limitat per les capacitats (escala) del multímetre. Els millors resultats s’obtenen amb sensors amb una resposta de freqüència àmplia, desplaçament de fase mínim i alta precisió.

Sensors que funcionen amb el principi convencional transformador de corrent de mesura. Qualsevol transformador té instal·lats un enrotllament primari i secundari en un circuit magnètic comú. La tensió primària es subministra al bobinatge primari, es crea un flux magnètic alternatiu al nucli, induint en la bobinada secundària el corresponent coeficient de transformació EMF. Els corrents dels bobinats primari i secundari estan correlacionats amb el nombre de voltes en els bobinats secundari i primari.

Així funciona el sensor de corrent de mesura de corrent altern. Un circuit magnètic en forma de pinça es tanca al voltant del conductor. El conductor és el bobinatge principal, que consisteix en una sola volta, el valor actual en què cal esbrinar.

El corrent al bobinat secundari serà proporcional al corrent del conductor i diferirà d’ell per un nombre de vegades igual al coeficient de transformació, és a dir, tantes vegades com moltes voltes en l’enrotllament secundari. El nombre de voltes en el bobinat secundari del sensor sol ser de 1000, 500 o 100.

Si el sensor té 1000 voltes, aleshores les pinces es designen 1000: 1 o 1mA / A - això vol dir que 1 mA en les lectures del dispositiu és idèntic a 1A del conductor estudiat. O 1A al dispositiu: 1000 A al conductor.

En general, la relació pot ser diferent: 3000: 5 o 2000: 2, segons la finalitat del dispositiu. Tot i això, en la majoria dels casos, les paparres s’acoblen amb un multímetre convencional i la relació sol ser de 1000: 1.

A una proporció de 1000: 1 o 1 mA / A, les lectures seran les següents. Amb un corrent d’entrada de 700A, la sortida serà de 700mA, 300A - 300mA, etc. Això es deu al fet que la sortida del sensor està connectada a un multímetre digital en mode de mesura de corrent altern amb un rang de valors seleccionat.

Per determinar el valor actual de la corrent al conductor, les lectures del multímetre es multipliquen pel coeficient del sensor. El principal és que el dispositiu de mesura té la impedància d’entrada necessària.

Si el dispositiu de mesura només té una entrada per voltatge (voltímetre o osciloscopi), també es pot fer servir amb pinces de sensor de corrent. Per a això, la sortida de corrent del sensor s’ha de coordinar amb l’entrada del dispositiu, mitjançant el principi d’un transformador de corrent de mesura. A continuació, les lectures del voltatge altern seran proporcionals al corrent altern mesurat.

Hi ha pinces de corrent capaces de mesurar no només alterns, sinó també corrent directe. En aquestes paparres, el principi del seu funcionament es basa en l'efecte Hall, quan els paràmetres actuals es deriven dels paràmetres del camp magnètic generat per ell, actuant sobre el semiconductor i iniciant l'efecte Hall en ell.

Una placa de semiconductor prim està muntada perpendicularment al camp magnètic del corrent que es vol mesurar. S’aplica un corrent d’excitació a la placa en una direcció determinada (diguem-ne al llarg d’ella), que es desvia en un camp magnètic extern sota l’acció de la força de Lorentz en sentit transversal, i després en aquesta direcció es pot mesurar l’emf (voltatge Hall) a les vores de la placa.

Amb un corrent d’excitació constant a través de la placa, el Hall EMF, així com la inducció de camp magnètic del corrent mesurat, seran proporcionals al corrent mesurat. És a dir, la tensió Hall correspon al corrent del conductor, que passa dins del circuit magnètic del sensor. Un circuit d'aquest tipus té avantatges sobre dispositius basats en un transformador de corrent.

Atès que la generació del Hall EMF no depèn de la direcció del vector d’inducció magnètica, sinó que depèn només de la seva magnitud, un sensor basat en l’efecte Hall mesura tant el corrent altern com el directe. A més, el sensor captura de forma absolutament precisa la fase del canvi (direcció) del camp magnètic, cosa que significa que és adequat per observar la forma del corrent.

Les garrafes amb un sensor Hall tenen un o dos sensors integrats. Diversos models de tick tenen una àmplia gamma dinàmica i resposta de freqüència, linealitat del senyal i alta precisió.

L’abast d’aquests pinzers cobreix tots els equips amb un corrent directe de fins a 1500 A sense necessitat d’incorporar costoses desviacions. El corrent altern amb una freqüència de desenes de quilohertz també es pot mesurar utilitzant pessigolles basades en l'efecte Hall, i la forma actual pot ser molt diferent, es troba el valor rms.

La senyal de sortida en mil·ligolts, proporcional al corrent mesurat, es pot percebre fàcilment per la majoria dels mil·límetres, osciloscopis i gravadors.

Què és un amperímetre, tipus, dispositiu i principi de funcionament

Com utilitzar les pinces de mesura actuals

Exemples actuals de l'aplicació de pinces

Quines eines es necessiten per realitzar treballs elèctrics