Delovanje klešč in multimetrov za zaznavanje toka
Načelo multimetra za merjenje toka
Ko multimeter meri tok, je potrebno odklopiti testirano vezje in multimeter priključiti zaporedno za merjenje toka. Skozi tokokrog za zaznavanje toka znotraj multimetra je mogoče videti, da je trenutna prestava dejansko 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 se tokovno merilno vezje v multimetru, vključno s številnimi tokovnimi merilnimi vezji v instrumentu, meri s pretvorbo toka v napetost s pomočjo uporovnega ranžiranja. Zahtevana je tudi izbira vrednosti upora tega upora. Če je vrednost upora prevelika, bo padec napetosti, ki nastane, ko tok teče skozi upor, velik. Po eni strani, večja kot je vrednost upora, večja je poraba električne energije, ustvarjena na njem pri istem toku, zaradi česar bo upor segreval, tako da ob upoštevanju teh dveh vprašanj, manjša kot je vrednost upora, tem bolje.
Vendar vrednost upora ne sme biti premajhna. Če je upor premajhen, bo padec napetosti, ki nastane, ko tok teče, manjši. To bo imelo določene zahteve za naslednje merilno vezje, ker je treba prenizko napetost ojačati, preden jo lahko vezje zazna.
Slabosti multimetra za merjenje toka
Iz načina in principa delovanja multimetra za zaznavanje toka je razvidno, da mora biti multimeter pri merjenju toka zaporedno povezan v preizkušano vezje, kar je neprimerno v nekaterih vezjih, ki jih ni mogoče izklopiti in meriti. Druga točka je merilno območje toka multimetra, običajno Največje merilno območje toka multimetra je običajno 10 A ali 20 A, in da bi preprečili segrevanje notranjega upora za zaznavanje toka, multimeter ne sme meriti velikih tokov za dolgo časa. Za merjenje velikih tokov navadnim multimetrom ni lahko doseči.
Princip merjenja toka s kleščami
Načelo delovanja merilnih klešč za merjenje toka je v osnovi enako kot pri univerzalnem peresu za merjenje toka. Razlika je v tem, da merilne klešče ne zaznavajo neposredno napetosti na shunt uporu, ampak uporablja tokovni transformator. Transformator je pravzaprav aplikacija transformatorja, ki lahko transformira tok v skladu z določenim razmerjem. Ko je tokovni transformator priključen na obremenitev, je njegov primarni enak enemu obratu, sekundarni pa številu obratov v kleščah. Na ta način se tok zmanjša v skladu z določenim razmerjem, tako da je tokovni transformator enakovreden povečevalnemu transformatorju, vezje znotraj klešč lahko 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 večje tokove, kot je tok induktivnih bremen, kot so motorji. Ker pa se tokovni transformator uporablja znotraj klešč, glede na princip delovanja transformatorja ne more prenesti enosmernega toka. Torej klešče res ne morejo meriti enosmernega toka? Pravzaprav lahko klešče merijo enosmerni tok, vendar ne uporabljajo tokovnega transformatorja.
Načelo merjenja enosmernega toka s kleščami
Ker enosmerni tok ne more povzročiti sprememb v magnetnem pretoku, merilne klešče ne morejo meriti enosmernega toka, če uporablja tokovni transformator. Transformator se uporablja za merjenje izmeničnega toka, ki se imenuje elektromagnetni transformator, medtem ko klešče za merjenje enosmernega toka uporabljajo drugo tipalo-Hallovo tipalo.
Načelo uporabe Hallovega senzorja za merjenje enosmernega toka je: ko tok teče skozi žico, se ustvari magnetno polje (podobno 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 izhod napetostnega signala, napetostni signal pa vezje ojača. Po obdelavi je mogoče prikazati tok bremena. Številne tokovne klešče so dvonamenske za izmenični in enosmerni tok, notranjost pa vsebuje tudi elektromagnetne transformatorje in Hallove senzorje za zaznavanje izmeničnega oziroma enosmernega toka.
Razlika med 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 majhnega toka (kot je npr. majhen tok nekaj sto miliamperov), njegova merilna natančnost pa ni tako dobra kot pri multimetru.
Druga razlika je ta, da ker je glavna funkcija merilnih klešč zaznavanje toka, ni tako dobra kot multimeter v drugih funkcijah. 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.
