Glavna funkcija in princip delovanja merilnih klešč
Najpomembnejša značilnost merilnih klešč je čeljust, ki jo je mogoče odpreti spredaj. Z lahkoto ga lahko vpnete v žico za merjenje toka v zanki, tako da ni treba uničiti ali spremeniti izvirnega vezja, in lahko meri velik tok. Multimeter ima tudi funkcijo merjenja toka, kakšna je torej razlika med njim in merilnimi kleščami? Najprej razumemo načelo in razliko med multimetrom in merilnimi kleščami.
Kako multimeter meri tok
Ko multimeter meri tok, je potrebno odklopiti preskušano vezje in multimeter priključiti zaporedno za merjenje toka. Iz vezja za zaznavanje toka znotraj multimetra je razvidno, da je tokovna prestava pravzaprav upor z zelo majhno vrednostjo upora znotraj multimetra. Ko tok teče skozi ta upor, se na njem ustvari padec napetosti, ker je vrednost upora določena. , dokler se meri napetost na uporu, lahko tok skozi upor izračunamo po formuli, ker je upor zaporedno povezan v zanki, tako da je tok, ki teče skozi njega, tok zanke, ki jo testiramo .
Zato vezje za merjenje toka v multimetru vključuje veliko tokokrogov za merjenje toka v instrumentu, ki se merijo s pretvorbo toka v napetost s pomočjo uporovnega šanta. Obstajajo tudi zahteve za izbiro vrednosti upora tega upora. Če je vrednost upora prevelika, bo padec napetosti, ki nastane, ko tok teče skozi upor, velik. Po eni strani se bo razdelila večja napetost, kar bo vplivalo na normalno delovanje merilne obremenitve. Po eni strani, večja kot je vrednost upora, večja bo poraba električne energije na njem pri enakem toku, kar bo povzročilo segrevanje upora. Zato je ob upoštevanju teh dveh vprašanj manjša kot je vrednost upora, tem bolje.
Toda vrednost upora ne sme biti premajhna. Če je upor premajhen, bo padec napetosti, ki nastane, ko tok teče, manjši, zato obstajajo določene zahteve za naknadno merilno vezje, ker je treba napetost, ki je prenizka, ojačati, preden jo lahko vezje zazna.
Slabosti merjenja toka z multimetrom
Iz metode in načela metode zaznavanja toka multimetra je razvidno, da mora biti multimeter pri merjenju toka zaporedno povezan s preskušanim vezjem, kar ni primerno v nekaterih vezjih, ki jih ni mogoče izklopiti in meriti . Druga točka je trenutno merilno območje multimetra, običajno največje merilno območje toka multimetra je na splošno 10 A ali 20 A, in da bi preprečili segrevanje notranjega upora za zaznavanje toka, multimeter ne sme meriti velikih tokovi za dolgo časa. Za merjenje velikih tokov splošnega multimetra ni lahko doseči.
Princip merjenja toka s kleščami
Načelo delovanja merilnih klešč za merjenje toka je v bistvu enako kot načelo multiperesa za merjenje toka. Razlika je v tem, da merilne klešče ne zaznavajo neposredno napetosti na šantnem uporu, ampak uporablja tokovni transformator. Transformator je pravzaprav aplikacija transformatorja, ki lahko transformira tok glede na določeno razmerje. Ko je tokovni transformator priključen na obremenitev, je njegov primarni ekvivalent enak enemu obratu, sekundarni pa številu obratov znotraj klešč, ki zmanjša tok v določenem razmerju, tako da je tokovni transformator enakovreden koraku A transformatorja navzgor lahko vezje znotraj merilnih klešč izračuna izmerjeni tok z zaznavanjem napetosti na sekundarni strani transformatorja.
Zato v primerjavi z multimetrom kleščam ni treba spreminjati vezja pri merjenju toka in lahko meri večji tok, kot je tok induktivnega bremena, kot je motor. Ker pa klešče v notranjosti uporabljajo tokovni transformator, glede na princip delovanja transformatorja ne more prenesti enosmernega toka. Torej merilne klešče res ne morejo izmeriti enosmernega toka? Pravzaprav lahko klešče merijo enosmerni tok, vendar ne uporabljajo tokovnega transformatorja.
Princip merjenja enosmernega toka s kleščami
Ker enosmerni tok ne more povzročiti sprememb magnetnega pretoka, merilne klešče ne morejo meriti enosmernega toka, če uporablja tokovni transformator. Izmenični tok se meri s transformatorjem, ki se imenuje elektromagnetni transformator, klešče, ki merijo enosmerni tok, pa uporabljajo drugo tipalo – Hallovo tipalo.
Načelo uporabe Hallovega senzorja za merjenje enosmernega toka je, da ko tok teče skozi žico, se ustvari magnetno polje (podobno kot pri elektromagnetu), to magnetno polje pa je sorazmerno z velikostjo toka. Potem ko merilnik klešč zbere magnetno polje, ki ga ustvari žica, ga zazna Hallov element, ki se nahaja v merilniku. Hallov element je magnetno občutljiv element, ki pretvori magnetno polje v izhodni napetostni signal, ki ga vezje ojača. Obdelava, lahko prikažete tok obremenitve. Veliko tokovnih klešč je dvonamenskih za izmenični in enosmerni tok, vključno z elektromagnetnimi transformatorji in Hallovimi senzorji za zaznavanje izmeničnega oziroma enosmernega toka.
Razlika med merilnimi kleščami in multimetrom
Kot je navedeno zgoraj, je glavna funkcija merilnih klešč zaznavanje toka. V primerjavi z multimetrom je merilnik klešč bolj primeren za uporabo za zaznavanje toka, merilno območje pa je veliko večje kot pri multimetru, vendar obstaja ena točka, merilnik klešč ne more normalno prikazati pri merjenju majhnih tokov (kot je npr. majhne tokove nekaj sto miliamperov), natančnost merjenja pa ni tako dobra kot multimeter.
Druga razlika je v tem, da ker je glavna funkcija merilnih klešč zaznavanje toka, v drugih funkcijah ni tako dober kot multimeter. Čeprav veliko merilnih klešč zdaj vključuje številne funkcije multimetrov, kot so merjenje napetosti, merjenje upora, merjenje frekvence, merjenje temperature itd., na splošno te funkcije, razen merjenja toka, niso primerljive z multimetri. In natančnost teh merilnih zobnikov je na splošno slabša kot pri multimetru.
