Akım kıskacı - Current clamp

Kelepçe metre

Gelen elektrik ve elektronik mühendisliği , bir akım kelepçe olarak da bilinir, mevcut prob , bir elektrik iletkeni çevresinde tutan izin vermek için açılır çeneli bir elektrikli cihazdır. Bu, bir iletkendeki akımın, onunla fiziksel temas kurmaya gerek kalmadan veya prob aracılığıyla takılmak üzere bağlantısını kesmeye gerek kalmadan ölçülmesini sağlar.

Akım kelepçeleri tipik olarak alternatif akımın (AC) büyüklüğünü okumak için kullanılır ve ek enstrümantasyonla faz ve dalga formu da ölçülebilir. Bazı pens ampermetreler 1000 A ve üzeri akımları ölçebilir. Hall etkisi ve kanat tipi kelepçeler de doğru akımı (DC) ölçebilir .

Akım pensi türleri

Akım trafosu

Yaygın bir akım kelepçesi biçimi, ferrit veya yumuşak demirden yapılmış bir ayrık halka içerir. Bir tel bobin, bir veya iki yarının etrafına sarılır ve bir akım transformatörünün bir sargısını oluşturur . Çevresine kenetlendiği iletken diğer sargıyı oluşturur. Herhangi bir transformatör gibi, bu tip sadece AC veya darbe dalga formlarıyla çalışır, bazı örnekler megahertz aralığına kadar uzanır.

Akımı ölçerken, söz konusu iletken birincil sargıyı oluşturur ve bobin ikincil oluşturur.

Bu tip, örneğin bir parazit akımını indüklemek için elektromanyetik uyumluluk duyarlılık testinde , iletkene akım enjekte etmek için ters yönde de kullanılabilir . Genellikle enjeksiyon probu bu amaç için özel olarak tasarlanmıştır. Bu modda, bobin birincil ve test iletkenini ikincil oluşturur.

Demir kanat

Demir kanatçık tipinde, çekirdekteki manyetik akı, hareketli bir demir kanadı doğrudan etkiler, hem AC hem de DC'nin ölçülmesine izin verir ve sinüzoidal olmayan AC dalga formları için gerçek bir kök ortalama kare (RMS) değeri verir. Fiziksel boyutu nedeniyle, genellikle yaklaşık 100 Hz'e kadar güç aktarım frekanslarıyla sınırlıdır.

Kanatçık genellikle doğrudan bir analog (hareketli işaretçi) pens metrenin görüntüleme mekanizmasına sabitlenir. Cihazın kalibrasyonu açıkça doğrusal değildir.

salon etkisi

Hall etkisi tipi daha duyarlıdır ve kilohertz (hertz binlerce) aralığı kadar bazı örneklerde, DC ve AC hem ölçebilir. Bu tür genellikle osiloskoplarda ve yüksek kaliteli bilgisayarlı dijital multimetrelerde kullanıldı, ancak daha genel kullanım için yaygın bir yer haline geliyorlar.

Rogowski bobini

Görünüm ve işlev olarak bir akım pensine benzeyen Rogowski bobini akım sensörüdür. Bu çekirdeksiz trafo, pens ampermetrelerde ve güç izleme kaydedicilerinde kullanılır. Daha iyi doğrusallık avantajına sahiptir, doyurulacak çekirdeği yoktur, esnek hale getirilebilir ve açıklık ucunda herhangi bir manyetik veya elektriksel temas gerektirmez. Rogowski bobini, birincil kablodaki akım değişim hızına orantılı bir voltaj verir, bu nedenle algılanan değerlerin görüntülenebilmesi için daha fazla sinyal işlemeye ihtiyaç vardır.

Kelepçe metre

Dijital pens ampermetre
Yerleşik kelepçeli bir multimetre. Alttaki büyük düğmeye basıldığında, kelepçenin alt çenesi açılır ve kelepçenin bir iletken etrafına yerleştirilmesine izin verir.

Entegre AC akım pensine sahip bir elektrik ölçer, pens ampermetre, pens ampermetre, maşa test cihazı veya halk arasında amper pensi olarak bilinir.

Bir pens metre, akımların faz ilişkisine bağlı olarak, probdan geçen tüm iletkenlerde akan akımların vektör toplamını ölçer . Normalde probdan yalnızca bir iletken geçirilir. Özellikle, kelepçe, ekipmana güç taşıyan iki iletkenli bir kablo etrafında kapatılırsa, aynı akım bir iletkenden aşağıya ve diğerinden yukarıya doğru akar; sayaç doğru bir sıfır net akımı okur. Ekipman için elektrik kablolarının birbirine bağlanmış yalıtımlı iletkenleri (ve muhtemelen bir toprak teli) olduğu için, kıskaçlar genellikle iki iletkeni ayrılmış kısa bir uzatma kablosuyla kullanılır, böylece kıskaç, tek bir iletken etrafına yerleştirilebilir. bu uzantı.

Nispeten yeni bir gelişme, kelepçenin çeneleri etrafında birkaç sensör bobini bulunan çok iletkenli bir kıskaç ölçerdir. Bu, iletkenleri ayırmaya gerek kalmadan yük boyunca akan akımın okunmasını sağlamak için standart iki veya üç iletkenli tek fazlı kabloların etrafına kelepçelenebilir.

Çok düşük akım taşıyan bir iletkenin ürettiği okuma, iletkeni kelepçenin etrafına birkaç kez sararak artırılabilir; dönüş sayısına bölünen sayaç okuması, endüktif etkiler nedeniyle bir miktar doğruluk kaybı ile akımdır.

Pens metreler, bazen genel amaçlı bir multimetreye dahil edilen pens ile elektrikçiler tarafından kullanılır .

Uygun akım trafosu ile çok yüksek akımları (yüzlerce amper) ölçmek kolaydır. Bir akım trafosu kelepçesi ile düşük akımların (birkaç miliamper) doğru ölçümü daha zordur. Herhangi bir metrenin aralığı, iletkeni çeneden birkaç kez geçirerek genişletilebilir. Örneğin, 0–200 A'lik bir sayaç, iletkeni çene çekirdeğinin etrafına 10 kez sararak 0–20 A'lik bir ölçüm cihazına dönüştürülebilir.

Columbia demir pervane tipi kelepçeli ampermetre, farklı aralıklar için başlıklı

Daha ucuz pens ampermetreler, gerçekte ortalama akımı okuyan, ancak ölçülen ortalamaya karşılık gelen RMS akımını gösterecek şekilde kalibre edilen ve yalnızca akım bir sinüs dalgası ise doğru bir RMS okuması veren bir doğrultucu devre kullanır . Diğer dalga formları için okumalar yanlış olacaktır; Bu daha basit ölçüm cihazları , flüoresan lambalarla veya yüksek yoğunluklu deşarj lambalarıyla kullanılan balastlar veya çoğu modern bilgisayar ve elektronik ekipman gibi sinüzoidal olmayan yüklerle kullanıldığında , okumalar oldukça yanlış olabilir. Ortalama akım yerine gerçek RMS'ye yanıt veren sayaçlar "gerçek RMS" olarak tanımlanır.

Tipik el tipi Hall efekt üniteleri, 200 mA'ya kadar düşük akımları okuyabilir ve 1 mA'ya kadar okuyabilen üniteler mevcuttur.

Columbia tong test ampermetresi (gösterilmiştir), 1000 ampere kadar büyük AC akımları ölçmek için kullanılan demir kanatlı tipin bir örneğidir. Sayacın demir çeneleri, iletkeni çevreleyen manyetik alanı, sayacın iğnesine tutturulmuş demir bir kanala yönlendirir. Demir kanatçık, manyetik alanın gücüyle orantılı olarak hareket eder ve böylece akıma orantılı bir sayaç göstergesi üretir. Bu tip ampermetre hem AC hem de DC akımlarını ölçebilir ve sinüzoidal olmayan veya bozulmuş AC dalga formları için gerçek bir RMS akım ölçümü sağlar. 1000 ampere kadar çeşitli tam ölçekli akım değerleri sağlamak için kenetleme tertibatına değiştirilebilir sayaç hareketleri takılabilir. Demir kanat, kelepçeli çenelerin menteşeli ucundaki bir boşluğa yerleştirilen küçük bir silindir içindedir. 4 12  inç (110 mm) genişliğe kadar büyük iletkenlerin ve baraların etrafına kelepçelemek için çeşitli çene boyutları mevcuttur . Resimde gösterildiği gibi, ölçek çok doğrusal değildir ve düşük akımları ölçmek için uygun değildir, tam ölçekli sapmanın yarısından daha az akımlar kadranın kısa bir bölümüne sıkıştırılmıştır.

Güç ölçer, enerji analizörü

Elektrik gücünü ve enerjiyi ölçmek için bazı ölçüm cihazlarıyla birlikte kelepçeli problar kullanılır . Kelepçe akım ve diğer devrelerini ölçer voltajı ; gerçek güç, bir döngü üzerinden entegre edilen anlık gerilim ve akımın ürünüdür . Elektrik enerjisinin birçok parametresini ( güç faktörü , bozulma , zamanın bir fonksiyonu olarak anlık güç, faz ilişkileri vb.) Ölçmek için tasarlanmış kapsamlı ölçüm cihazları bu prensibi kullanır. Tek fazlı ölçümler için tek bir kelepçe kullanılır; Üç kelepçeli uygun bir aletle, üç fazlı güç sistemlerinde ölçümler yapılabilir .

Referanslar