Proudová svorka - Current clamp
V elektrickém a elektronickém inženýrství je proudová kleště , známé také jako proudová sonda , elektrické zařízení s čelistmi, které se otevírají, aby umožnily upnutí kolem elektrického vodiče. To umožňuje měření proudu ve vodiči, aniž byste s ním museli fyzicky kontaktovat, nebo jej odpojit kvůli vložení přes sondu.
Proudové kleště se obvykle používají ke čtení velikosti střídavého proudu (AC) a s dalšími přístroji lze měřit také fázi a tvar vlny . Některé klešťové měřiče mohou měřit proudy 1000 A a více. Svorky s Hallovým jevem a lopatkovým typem mohou také měřit stejnosměrný proud .
Typy proudových kleští
Transformátor napětí
Běžná forma proudové kleště zahrnuje dělený prstenec vyrobený z feritu nebo měkkého železa. Drátová cívka je navinuta kolem jedné nebo obou polovin a tvoří jedno vinutí proudového transformátoru . Vodič, kolem kterého je sevřen, tvoří druhé vinutí. Jako každý transformátor i tento typ pracuje pouze s kmitočty střídavého nebo pulzního průběhu, přičemž některé příklady zasahují do rozsahu megahertzů.
Při měření proudu tvoří předmětný vodič primární vinutí a cívka sekundární.
Tento typ lze také použít obráceně, k injektování proudu do vodiče, například při testování citlivosti na elektromagnetickou kompatibilitu k indukci interferenčního proudu. Injekční sonda je obvykle speciálně navržena pro tento účel. V tomto režimu tvoří cívka primární a testovací vodič sekundární.
Železná lopatka
U typu železné lopatky magnetický tok v jádře přímo ovlivňuje pohybující se železnou lopatku, což umožňuje měřit střídavý i stejnosměrný proud, a poskytuje hodnotu efektivní odmocniny (RMS) pro nesinusové průběhy střídavého proudu. Vzhledem ke své fyzické velikosti je obecně omezen na frekvence přenosu energie až do přibližně 100 Hz.
Lopatka je obvykle připevněna přímo k zobrazovacímu mechanismu analogového (pohyblivého ukazatele) klešťového měřiče. Kalibrace přístroje je jasně nelineární.
Hallův efekt
Hallův jev typ je citlivější a je schopen měřit DC i AC, v některých příkladech až do kHz (tisíce hertzů) rozsah. Tento typ se často používal u osciloskopů au špičkových počítačových digitálních multimetrů se stávají běžným místem pro obecnější použití.
Rogowského cívka
Vzhled a funkce proudové kleště připomíná proudový snímač cívky Rogowski . Tento bezjádrový transformátor se používá v klešťových měřičích a záznamech monitorování výkonu. Má tu výhodu, že má lepší linearitu, nemá žádné jádro k nasycení, může být vyrobeno pružně a nevyžaduje žádný magnetický nebo elektrický kontakt na otevíracím konci. Rogowskiho cívka poskytuje napětí úměrné rychlosti změny proudu v primárním kabelu, takže před zobrazením snímaných hodnot je zapotřebí více zpracování signálu.
Klešťový měřič
Elektrický měřič s integrovanou svorkou střídavého proudu je známý jako klešťový měřič, klešťový ampérmetr, tester kleští nebo hovorově jako klešťový zesilovač.
Klešťový měřič měří vektorový součet proudů protékajících všemi vodiči procházejícími sondou, což závisí na fázovém vztahu proudů. Sondou normálně prochází pouze jeden vodič. Zejména pokud je svorka uzavřena kolem dvouvodičového kabelu, který přenáší energii do zařízení, protéká stejný proud jedním vodičem a druhým vodičem nahoru; měřič správně čte nulový čistý proud. Vzhledem k tomu, že elektrické kabely pro zařízení mají oba izolované vodiče (a případně zemnící vodič) spojené dohromady, klešťové měřiče se často používají s tím, co je v podstatě krátký prodlužovací kabel s oddělenými dvěma vodiči, takže kleště mohou být umístěny kolem pouze jednoho vodiče toto rozšíření.
Relativně nedávným vývojem je vícevodičový klešťový měřič s několika cívkami senzoru kolem čelistí kleště. To by mohlo být upnuto kolem standardních dvou- nebo třívodičových jednofázových kabelů, aby bylo možné odečíst proud protékající zátěží, aniž by bylo nutné vodiče oddělovat.
Čtení vytvořené vodičem, který nese velmi nízký proud, lze zvýšit několikrát ovinutím vodiče kolem svorky; odečet měřiče dělený počtem závitů je proud, s určitou ztrátou přesnosti v důsledku indukčních účinků.
Klešťové měřiče používají elektrikáři, někdy s klešťovým měřičem zabudovaným do univerzálního multimetru .
Pomocí příslušného transformátoru proudu lze snadno měřit velmi vysoké proudy (stovky ampér). Přesnější měření nízkých proudů (několik miliampérů) pomocí klešťového transformátoru proudu je obtížnější. Dosah kteréhokoli daného měřiče lze rozšířit opakovaným průchodem vodiče čelistí. Například metr 0–200 A lze přeměnit na metr 0–20 A 10krát vinutím vodiče kolem jádra čelisti.
Méně nákladné klešťové měřicí přístroje používají obvod usměrňovače, který ve skutečnosti čte střední proud, ale je kalibrován tak, aby zobrazoval RMS proud odpovídající měřenému průměru, což dává správné RMS hodnoty pouze v případě, že proud je sinusová vlna . U ostatních křivek budou hodnoty nesprávné; když se tyto jednodušší měřiče používají s nesinusovými zátěžemi, jako jsou předřadníky používané se zářivkami nebo výbojkami s vysokou intenzitou nebo nejmodernějšími počítačovými a elektronickými zařízeními, mohou být hodnoty docela nepřesné. Měřiče, které reagují spíše na skutečný RMS než na střední proud, jsou popsány jako „skutečné RMS“.
Typické ruční Hallovy jednotky mohou číst proudy nízké až 200 mA a jsou k dispozici jednotky schopné číst až 1 mA.
Zkušební ampérmetr Columbia (na obrázku) je příkladem typu železné lopatky, který se používá k měření velkých střídavých proudů až do 1 000 ampérů. Železné čelisti měřicího přístroje směřují magnetické pole obklopující vodič na železnou lopatku, která je připojena k jehle měřicího přístroje. Železná lopatka se pohybuje v poměru k síle magnetického pole, a tak vytváří indikaci měřiče úměrnou proudu. Tento typ ampérmetru může měřit střídavé i stejnosměrné proudy a poskytuje skutečné měření proudu RMS nesinusových nebo zkreslených průběhů střídavého proudu. Do upínací sestavy lze instalovat vyměnitelné pohyby měřiče, které poskytují různé hodnoty proudu v plném rozsahu až do 1 000 ampérů. Železná lopatka je v malém válci, který je vložen do prostoru na kloubovém konci upínacích čelistí. Několik velikosti čelisti jsou k dispozici pro upnutí okolo velkých vodičů a sběrnic až 4 1 / 2 palců (110 mm) širokých. Jak ukazuje ilustrace, stupnice je velmi nelineární a nevhodná pro měření nízkých proudů, přičemž proudy menší než polovina výchylky v celém rozsahu jsou napjaté do krátké části číselníku.
Měřič výkonu, analyzátor energie
Klešťové sondy se používají u některých měřičů k měření elektrické energie a energie . Svorka měří proud a další obvody napětí ; skutečný výkon je součin okamžitého napětí a proudu integrovaného během cyklu . Tento princip využívají komplexní měřicí přístroje určené k měření mnoha parametrů elektrické energie ( účiník , zkreslení , okamžitý výkon jako funkce času, fázové vztahy atd.). Pro jednofázová měření se používá jedna svorka; s vhodným přístrojem se třemi svorkami lze provádět měření na třífázových energetických systémech.