ГлавнаяВсе рубрикиТокоизмерительные клещи и как ими пользоваться
Токоизмерительные клещи и как ими пользоваться

В большинстве моделей мультиметров функции измерения переменного тока ограничены в пределах до 10 максимум 20 Ампер. Но самым главным недостатком этих приборов и методики измерения токов является необходимость разрыва цепи. В современных моделях токоизмерительных клещей эти недостатки исключены, они позволяют делать измерения бесконтактным методом.

Принцип работы токоизмерительных клещей

В основе методики бесконтактного измерения тока клещами заложен принцип трансформатора. Проходящий по цепи ток через рамку магнитопровода клещей наводит кратный по величине коэффициенту трансформации ток во вторичной катушке измерительного прибора. Цифровая электроника обрабатывает сигнал и на дисплее отображается истинная величина тока. Такая конструкция клещей идеально подходит для измерения величины переменного тока.

Измерительные клещи в контур, которого вставлен датчик Холла, способны измерить величину как постоянного, так и переменного тока. Датчик реагирует на переменный и постоянный ток, походящий через провод, помещенный в пространство внутри рамки. Магнитный потоком на датчике наводится ток, кратный по величине в месте измерения. Далее значения обрабатываются, и измеряемые значения тока высвечивается на дисплее в цифровом виде, бывают приборы со стрелочной индикацией. Высокое быстродействие датчика Холла позволяет измерять и заносить в память прибора импульсные всплески токовых нагрузок.

В современных приборах используется схема в совокупности, которой трансформатор тока с вторичной обмотки передает сигнал на шунтирующие элементы выпрямителя, это позволяет снизить ток и обезопасить процесс измерений. Читайте также статью: → Измерение силы тока в электрических сетях.

Виды токоизмерительных клещей

В первую очередь, как и мультиметры, токоизмерительные клещи можно разделить по принципу отображения измеряемых величин:

  • Аналоговые (стрелочные)эти приборы были первыми в применении методики измерения тока трансформаторным принципом, количеством витков в катушках вторичной обмотки менялись пределы измеряемых величин.
   Внешний вид токоизмерительных клещей со стрелочной шкалой

Внешний вид токоизмерительных клещей со стрелочной шкалой

Достоинства таких приборов, высокая точность измерений в настроенном диапазоне частот, чаще всего 50Гц стандарт в сети промышленного питания.

Недостатком можно считать узкую полосу частот для измерений и чувствительность стрелочного механизма к механическим воздействиям.

  • Приборы с цифровой индикацией

Эти модели отображают величины измеряемых параметров в цифровом значении на жидкокристаллических мониторах. Электронная схема обрабатывает сигналы снимаемых параметров, может автоматически изменять пределы измерений, калибровать прибор и записывать показания в памяти.

         Цифровые токоизмерительные клещи

Цифровые токоизмерительные клещи

Самым главным достоинством этих моделей считается простота процесса измерений и возможность подключать их к другому электронному оборудованию, компьютерам, осциллографам, частотомерам. В большинстве случаев на таких конструкциях отсутствует дисплей, отображающий показания, подключаемые приборы расширяют возможности измерительных клещей и показывают измеряемые величины. Как недостаток можно отметить низкую точность показаний по сравнению со стрелочными аналогами.

В отдельный вид можно выделить токоизмерительные клещи для высокого напряжения. Читайте также статью: → Токоизмерительные клещи.

  • Токоизмерительные клещи высокого напряжения

Конструктивное исполнение таких клещей предусматривает длинные диэлектрические ручки для безопасности обслуживающего персонала. Этот инструмент применяется на электрических понижающих подстанциях выше 1000В, 6000кВ/380/220В; 10000кВ/380/220В.

Такими клещами можно измерять только переменный ток высокого напряжения.

Такими клещами можно измерять только переменный ток высокого напряжения.

Основные элементы конструкции токоизмерительных клещей

Производителей много и все модели клещей имеют некоторые отличия по размерам, количеству функций и пределов измерений. Но есть элементы, которые являются общими и обязательными для всех марок токоизмерительных клещей:

  • Раздвижной контур магнитопровода на пружине из шихтованного ферромагнита с намотанной на него многовитковой катушкой, которая является вторичной обмоткой измерительного трансформатора;
  • Амперметр в качестве которого может применятся, стрелочный или цифровой прибор подключенные к вторичной катушке через шунтирующие выпрямляющие элементы;
  • Корпус, в котором находятся элементы питания и электронная плата преобразования сигналов с переключателем выбора режима и пределов измерений;
  • Для клещей высокого напряжения длинные диэлектрические ручки.

Потребителями больше всего востребованы модели, где все перечисленные элементы интегрированы в одном корпусе мультиметра. Таким прибором можно производить измерения:

  • Переменного и постоянного токов бесконтактным способом;
  • Переменного и постоянного напряжения;
  • Сопротивления;
  • Некоторые модели имеют функции термометра;
  • Мощность измеряют не все приборы, на тех где эта опция есть, положение переключателя режимов ставится на значение «Р». Запрограммированный процессор прибора, учитывая значения тока, напряжения автоматически просчитывает величину мощности. Показания отображаются на дисплее или стрелочной шкале в Вт или кВт.

Приборы такого типа практически универсальны, позволяют измерять малые постоянные токи щупами при разрыве цепи, большой переменный ток бесконтактным методом и другие параметры цепи.

Обозначения, органы управления режимов и пределов измерения

Рассмотрим модель токоизмерительных клещей, наиболее востребованную у потребителей, когда в одном корпусе с мультиметром совмещаются функции бесконтактного измерения величины тока.

      Обозначение режимов на модели Fluke 376

Обозначение режимов на модели Fluke 376

Основные органы управления, которыми выставляются режимы, и пределы измерений являются, переключатель режимов и пределов, разъемы в которые вставляются щупы для измерения. Обозначения на корпусе указывают положение переключателя для необходимого режима.

  • Сектор DCV – для измерения постоянного напряжения (обозначение V — );
  • Сектор ACV – измерение переменного напряжения ( V ~);
  • DCA – измерение постоянного тока (A — );
  • ACA – для измерения переменного тока (A~);
  • Ω — знак Ома указывает на положение переключателя для измерения сопротивления;
  • Знак диода или зуммера обозначает режим прозвонки диодов и целостности проводов или отдельных участков цепи;
  • Кнопка HOLD для фиксации измеряемых значений
  • Разъемы для подключения щупов используются для измерений мультиметром напряжения, постоянного тока малых величин, сопротивления. Обозначенный знаком «СОМ» для подключения черного провода отрицательной полярности, красный щуп подключают в разъем с обозначением «VΩ». Бывают модели с тремя разъемами для измерения постоянного тока в пределах 10 –20А по методике последовательного подключения в цепи. Разъем со знаком «EXT» используют для подключения режима проверки изоляции.
     Токоизмерительные клещи марки Mastech

Токоизмерительные клещи марки Mastech

На фото изображен бесконтактный процесс измерения постоянного тока потребляемого лампой накаливания от аккумулятора.

Основные характеристики токоизмерительных клещей Mastech M 266

Измеряемые параметры Пределы и погрешность
U — 1000 (+/- 0,8%)V
U ~ 750 (+/- 1,2%)V
Переменный
ток, А
200 (+/- 2,5%)

1000 (+\- 3,5%)

Сопротивление в кОм 2 /20 (+/- 1,0%)
Звуковой индикатор *
Режим прозвонки *
размеры 96 × 235 × 46 (мм)
масса 310 гр.

Расположение органов управления и места установки режимов на различных моделях могут отличаться, но обозначения на корпусе делаются стандартные.

Характеристики токоизмерительных клещей METRAclip 86

Измеряемые параметры Пределы измерений
I A A — 60 ; 600
A ~ 60 ; 600 ; 900
AC+DC 60 ; 600
60 ; 600 ; 900
Напряжение в В U~ 60 ; 600 ; 1000
U — 60 ; 600 ; 1000
AC+DC 60 ; 600 ; 1000

60 ; 600 ; 1400

Частота 5 ..19,99 кГц ( диапазон измерений напряжения)
5 ..2999 Гц ( диапазон измерения тока)
Мощность Активная 5998 Вт ; 59,98 ; 599,8 ; 900 кВт

 

Последовательность действий при измерении тока

Рассмотрим пример на бытовом уровне, измерения тока в цепи 220В обычно величины нагрузки в частном доме или квартире не превышают 16 – 25 ампер. Устанавливаем органы управления в соответствующее положение:

  • Переключатель предела измерений переменного тока на отметку АСА 200;
  • Нажимаем на рычаг, размыкающий магнитопровод, заводим провод фазу или ноль вовнутрь рамки и закрываем клещи;
  • В идеальном случае провод, на котором производятся измерения, должен располагаться перпендикулярно плоскости рамки, и находится в ее центре.
  • Показания тока в Амперах должны отображаться на дисплее, исходя из этих показаний, можно вычислить другие параметры, например потребляемую мощность.
  • Если ток в нагрузки будет 8 А, расчеты проводятся по обычным законам ома из начальных курсов по физике.

Р = IхU = 8×220 = 1760 W или 1,76 кВт. Все просто, таким образом можно проверять правильность показаний счетчика.

Совет № Когда пределы измерений не позволяют производить точные замеры малых токов, провод если позволяет линия надо смотать кольцами в несколько витков. Группу проводов в кольце поместить вовнутрь рамки и произвести измерения на самом низком пределе. Показания прибора разделить на количество витков, получим истинное значения тока в этой цепи.

Основные преимущества и недостатки токоизмерительных клещей

Не зависимо от марки и производителя в токоизмерительных клещах есть общие преимущества перед другими измерительными приборами и недостатки:

Преимущества

  • Клещами можно производить измерения тока без разрыва цепи для последовательного подключения прибора;
  • Простота и безопасность измерений даже в цепях с напряжением до 10 000В;
  • Бесконтактный метод расширяет пределы измерений до 10 000В, что невозможно сделать обычными амперметрами при последовательном включении в цепи;
  • Малые габариты приборов, удобное использование в труднодоступных местах;
  • Возможность фиксировать показания в памяти.

Недостатки

  • Необходимость точного расположения провода по отношению плоскости рамки, не всегда получается эти условия выполнить в тесном пространстве распределительных щитов;
  • Невысокая точность измерений, максимальный класс 2.5.

Цены и критерии выбора токоизмерительных клещей разных производителей

У потребителей большим спросом пользуются универсальные приборы, в которых токоизмерительные клещи сочетаются в одном корпусе с мультиметром. Стоимость разных моделей таких приборов не сильно отличается между собой, но значительно превышает стоимость обычного мультиметра.

Прежде чем купить клещи, надо определиться, для каких целей они вам нужны. Если вы не занимаетесь электротехническими работами, то вам не требуется приборы высокого класса точности и с большим количеством опций. Достаточно будет функций для измерения основных параметров, которые проверяются в быту:

  • Величина переменного и постоянного тока;
  • Величина переменного и постоянного напряжения;
  • Потребляемая мощность, чтобы не затруднять себя расчетами;
  • Термометр, сопротивление.
  Марка прибора Переменный ток  Постоянный ток Доп. Опции мультиметра Цена в руб.
АТА-2500 клещи с адаптером * * 6350
 YATO YT-73091 * * 2550
 VA318 * * * 11200
 Ц4502 предел измерений 0 — 750 А * 10200

Такие функции как измерение частоты, памяти измеряемых значений не обязательны, учитывайте свои финансовые возможности. Профессионалам необходим полноценный прибор с классом точности не ниже 2,5 и необходимым интервалом измерения рабочих частот.

Характерные ошибки при использовании приборов

  • Самой распространенной ошибкой по статистике считается не правильная установка режима и пределов измерения.
Надо быть внимательнее, перед тем как поместить провод в рамку магнитопровода, убедитесь, что переключатель установлен в соответствующий режим.

Надо быть внимательнее, перед тем как поместить провод в рамку магнитопровода, убедитесь, что переключатель установлен в соответствующий режим.

  • Внимательно следите за состоянием элемента питания, батарея должна выдавать напряжение 9В. При снижении до 6,4В показания прибора будут с очень большой погрешностью;
  • Для точности показаний по возможности устанавливайте рамку клещей относительно провода, в котором измеряется ток в перпендикулярной плоскости;
   Пример расположения рамки относительно провода при измерении

Пример расположения рамки относительно провода при измерении

  • При измерении сопротивления и напряжения убедитесь, что щупы вставлены в соответствующие гнезда.

Часто задаваемые вопросы

  1. На трехфазном электродвигателе часто выбивает тепловое реле, при измерении клещами токов нагрузки на одной фазе показывает 17А на остальных по 12А, в чем причина и как это можно исправить?

По всей видимости, обмотка электродвигателя фазы на которой 17А, подгорает, пробита изоляция межвитковое замыкание. При дальнейшей эксплуатации ток будет расти и защита срабатывать чаще, пока не сгорит двигатель. Надо перематывать обмотку.

  1. Купил клещи, почему то не могу измерить ток зарядки аккумулятора и потребления при включенных фарах, испробовал все режимы, в чем может быть причина?

Внимательно посмотрите документацию на клещи, аккумулятор выдает постоянный ток, скорее всего у вас модель с магнитопроводом, работает по принципу трансформатора. Таким инструментом можно измерить только переменный ток. Для проверки токов на транспортных средствах используют модели токоизмерительных клещей с датчиком Холла. Ими можно измерить постоянный и переменный ток.

  1. Чайник работает решил измерить потребляемый ток, выставил предел 40 А, на дисплее показывает 0А, почему?

Все правильно, в шнуре от чайника два провода, прибор в данном случае показывает разницу токов меду ними. Для правильного измерения надо в рамку токоизмерителя поместить один проводник фазу или ноль.

  1. С магнитопроводом на принципе трансформатора все понятно, а как работает датчик Холла?

 Если взять прямоугольную металлическую пластину поместить ее в магнитное поле, между полюсами магнита и пропустить через нее ток в направлении от грани В к грани А, то на гранях D-C возникает электрический потенциал( напряжение). Это напряжение пропорционально силе тока проходящего через пластину. Учитывая отношения этих пропорций, величина напряжения используется для преобразования в измерительных приборах и выдачи на дисплей истинных показаний тока.


Комментарии

Токоизмерительные клещи и как ими пользоваться — Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

семнадцать − 8 =

1441897143_award_star_gold_2Спасибо, что читаете нас!

Поделитесь ссылкой на наш сайт своим друзьям в соцмедиа!

setTimeout(function(){ ga('send', 'event', 'New Visitor', location.pathname); }, 15000);