Co to jest miernik cęgowy, do czego służy i jak go używać

Zasady pomiaru stanowią, że woltomierz jest podłączony równolegle do wymaganej sekcji obwodu elektrycznego, a amperomierz jest połączony szeregowo. Dlatego, aby zmierzyć natężenie prądu, konieczne jest sztuczne utworzenie obwodu otwartego i podłączenie do niego urządzenia pomiarowego. Aby uprościć i przyspieszyć pomiary, stosuje się cęgi prądowe, które działają według zasadniczo innej metody - ich urządzenie umożliwia pomiar natężenia pola elektromagnetycznego, które zawsze występuje wokół przewodnika.

Miernik cęgowy

Początkowo zacisk elektryczny był transformatorem, do którego podłączono urządzenie pomiarowe, amperomierz.

Szczypce, które są widoczną częścią urządzenia, są jednocześnie uzwojeniem pierwotnym transformatora. Jeżeli w jego wnętrzu znajduje się przewodnik, przez który przepływa prąd elektryczny, to pod wpływem pola elektromagnetycznego jest on indukowany na uzwojeniu transformatora. Ponadto prąd przechodzi do uzwojenia wtórnego, z którego odczyty są już pobierane za pomocą amperomierza.

Pierwsze modele zacisków powstały jako dodatek do urządzeń pomiarowych, po prostu pozwalających na wygodniejszy kontakt z mierzonym odcinkiem łańcucha.

Uzyskane za ich pomocą odczyty amperomierza należało dodatkowo przeliczyć biorąc pod uwagę przekładnię, która została wskazana na urządzeniu. Również sama zasada działania umożliwiła pomiar wartości tylko prądu przemiennego, ponieważ transformator nie pracuje ze stałym prądem - aby go zmierzyć, konieczne było użycie innych urządzeń.

Takie modele są nieco droższe, ale mają wyższą jakość i dokładność pracy.

Ponadto zastosowanie cęgów pomiarowych w połączeniu z multimetrem cyfrowym zwalnia operatora z konieczności obliczania mierzonej wartości prądu, ponieważ kalkulator jest już wbudowany w obwód urządzenia.

Możliwości miernika cęgowego

Jeśli początkowo zacisk powstał jako dodatek do profesjonalnych przyrządów pomiarowych, to dalsze możliwości przemysłu w zakresie miniaturyzacji i uproszczenia urządzeń sprawiły, że urządzenie to było stosunkowo niedrogie i dostępne dla zwykłych użytkowników do użytku domowego.

Jednocześnie zakres jego stosowania stale się powiększa i tylko standardowe zadania, które można wykonać przy jego pomocy, obejmują następujące punkty:

• Pomiar prądu w pojedynczym przewodniku, który nie tylko jest odłączany od obwodu, ale również zasilany.
• Określenie rzeczywistej mocy dowolnego urządzenia elektrycznego w różnym czasie i w zależności od obciążenia.
• Określenie rzeczywistego obciążenia całej sieci elektrycznej domu lub mieszkania „w czasie rzeczywistym”.
• Sprawdzenie zasilacza pod kątem nieautoryzowanych połączeń.
• Sprawdzenie obecności prądu upływowego na korpusie urządzenia.

Zalety i wady

Zaciski mają szerokie zastosowanie ze względu na szereg zalet, które decydują o wyborze na ich korzyść, w razie potrzeby posiadamy odpowiednie urządzenie „pod ręką”:

• Największa możliwa prostota, wielkość urządzenia i dokładność pomiaru.
• Umiejętność wykorzystania do pomiarów w obwodach wysokiego napięcia i mikroprądach.
• Zasada działania kleszczy pozwala na tworzenie urządzeń o różnej konstrukcji i funkcjonalności.

• Łatwa integracja z innymi elektrycznymi urządzeniami pomiarowymi. Na przykład cęgi prądowe w połączeniu z multimetrem okazały się bardzo skuteczne - granice możliwości domowych zastosowań takich urządzeń są bardzo trudne do wyobrażenia, gdyż można je wyposażyć w czujnik temperatury i inne „bułeczki” rozszerzające funkcjonalność.

Używając zacisku elektrycznego, należy wziąć pod uwagę niektóre wady związane z takimi urządzeniami:

• Ponieważ urządzenie reaguje na pole elektromagnetyczne, czyli pewną zależność od położenia drutu wewnątrz uzwojenia pierwotnego (pierścienia) i jego położenia, zaleca się ustawienie cęgów prostopadle do mierzonego przewodu.
• Urządzenie czujnikowe może być bardzo wrażliwe na prądy zadziałania, które mogą wystąpić, gdy w pobliżu pomiaru znajduje się wiele przewodników.
• Prostota obwodu urządzenia otwiera szerokie możliwości produkcji niskiej jakości klonów urządzeń renomowanych producentów. Takie kopie nie są wyposażone w odpowiednie zabezpieczenia, a dokładność ich odczytów pozostawia wiele do życzenia.

Odmiany cęgów prądowych

W zależności od zastosowanego obwodu, a nawet wyglądu samego urządzenia, elektryczne mierniki cęgowe dzielą się na kilka typów:

• Klawisze strzałek. Urządzenie typu analogowego, którego aktywną częścią jest jednoobrotowy transformator prądu przemiennego, a urządzenie pomiarowe jest podłączone do jego uzwojenia wtórnego. To jedne z pierwszych modeli mierników cęgowych - wyróżniają się niskim kosztem i czytelnym wyświetlaniem wyników pomiarów w przypadku zmiennego natężenia prądu. Częstą wadą takich urządzeń jest ich duża wrażliwość na drgania mechaniczne - jeśli urządzenie nie stanie na twardej powierzchni, wynik pomiaru może zostać wyświetlony nieprawidłowo. Ponadto, aby korzystać z takich urządzeń, wymagana jest pewna umiejętność - często trzeba ręcznie przełożyć odczyty amperomierza na wartości rzeczywiste zgodnie ze współczynnikiem transformacji. Kolejne takie urządzenie jest zaprojektowane dla określonej częstotliwości prądu elektrycznego.
• Cyfrowy. O wyświetlaniu odczytów na wyświetlaczu takiego urządzenia decyduje mikrokontroler, który automatycznie wykonuje wszystkie niezbędne obliczenia i (w zależności od modelu) może być skonfigurowany do bezpośredniego wyświetlania prądu lub mocy.

• Multimetr. Uniwersalne urządzenie typu „wszystko w jednym” - cęgi pomiarowe są wbudowane bezpośrednio w korpus przyrządu, dzięki czemu są łatwe w użyciu. Liczba funkcji i metod pomiarowych jest określana przez model multimetru, więc poprawną nazwą urządzenia nie będzie zacisk elektryczny z multimetrem, ale odwrotnie. Często takie urządzenia współpracują z czujnikiem Halla, więc mogą służyć jako cęgi prądowe DC.
• Wysokie napięcie. Głównym zastosowaniem są obwody elektryczne o standardowej częstotliwości prądu i napięciu przekraczającym 1 kV. Takie urządzenia mają zwiększoną rezystancję izolacji i dodatkowo mogą być montowane na drążku dielektrycznym, dzięki czemu operator nie zbliża się do przewodnika, z którego wykonywane są pomiary. Jest to specjalistyczne, profesjonalne urządzenie przeznaczone tylko do jednej funkcji - pomiaru prądu AC. W razie potrzeby do pomiaru prądu stałego stosuje się inne urządzenia i metody.

Procedura pracy z miernikiem cęgowym

Metody pomiaru przy użyciu miernika cęgowego są zasadniczo takie same, gdy używa się multimetrów domowych (do 1000 V) lub profesjonalnych (powyżej 1000 V) urządzeń.

W zależności od celu pomiarów cały proces z użyciem cęgów połączonych z multimetrem przebiegać będzie następująco:

• Wśród przewodów wyróżnia się ten, z którego należy odczytywać. W przypadku jednoczesnego zaciśnięcia szczypcami kilku przewodów wynik pomiaru będzie nieprawidłowy.
• Wymagany tryb i zakres są ustawiane na testerze. Jeśli mierzony jest prąd przemienny, będzie to prąd przemienny, a jeśli urządzenie obsługuje pomiar prądu stałego, to prąd stały. Jednocześnie na skali musisz wybrać wartość nieco większą niż ta, którą planujesz zmierzyć. Jeśli szacowana siła prądu nie jest znana, wówczas pomiary należy rozpocząć od największej skali.
• Szczypce są otwarte, a wymagany przewodnik jest umieszczony wewnątrz. Aby uzyskać jak najdokładniejszy pomiar, zaleca się umieszczenie przewodu na środku obwodu, prostopadle do korpusu urządzenia.
• Pomiar odbędzie się automatycznie, a na wyświetlaczu pojawią się wyniki.

Przydatne niuanse wykonywania pomiarów

Znajomość niektórych praw fizycznych i cech konstrukcyjnych urządzenia rozszerzy zakres jego zastosowania.

Jeśli prąd w przewodzie jest bardzo mały i tester nie może go dokładnie określić, można „pomóc” urządzeniu, owijając przewodnik wokół jednej z połówek cęgów. W takim przypadku wyświetlacz pokaże sumę prądów i aby znaleźć dokładną wartość, podziel wynik przez liczbę zwojów.

Jeśli prąd jest większy niż to, co tester może wyświetlić, na wyświetlaczu pojawi się jeden. W takim przypadku należy ustawić większy zakres pomiarowy i powtórzyć pomiary.

Możliwe będzie wykrycie prądu upływu bez szukania jego obecności na przewodzie uziemiającym (podłączonym do obudowy urządzenia). W tym celu można wykorzystać zdolność testera do pokazania sumy prądów kilku przewodów umieszczonych w mierniku cęgowym. Jeśli od razu uchwycisz fazę i zero za pomocą cęgów, wyświetlacz powinien wskazywać zero, ponieważ indukowane pola elektromagnetyczne są wzajemnie kompensowane (powinny mieć taką samą siłę i różny kierunek). W przypadku wycieku wartość na wyświetlaczu będzie różna od zera - jeśli tak, to należy poszukać miejsca przebicia izolacji na obudowie.

Jeśli na korpusie przyrządu pomiarowego znajduje się przycisk „Hold”, pomoże to zmierzyć prąd w trudno dostępnych miejscach, np. Jeśli tester może tam dotrzeć, ale wyświetlacz nie będzie widoczny. W takim przypadku należy chwycić przewód cęgami prądowymi, nacisnąć ten przycisk, a wynik zostanie utrwalony na wyświetlaczu - teraz widać go w dogodnym miejscu.

Kwestie do rozważenia przy wyborze urządzenia

Na rynku jest bardzo dużo urządzeń, których funkcjonalność jest zauważalnie różna, co bezpośrednio wpływa na jego koszt. Kupując uniwersalny cęgi prądowe, należy pamiętać, że jest to nadal specjalistyczne narzędzie do określania natężenia prądu w przewodniku pod napięciem. Dlatego warto samodzielnie zdecydować, czy w tym urządzeniu potrzebne są takie funkcje, np. Sprawdzenie kondensatorów, diod i tranzystorów.

Główne zadania, które musi wykonać urządzenie:

• Pomiar prądu i napięcia (najlepiej AC i DC).
• Ciągłość przewodów (najlepiej z sygnałem dźwiękowym)
• Określenie aktualnej częstotliwości.

Pożądane opcje, które w niektórych przypadkach ułatwiają:

• Utrwalenie wyników pomiarów - przycisk „Hold”
• Możliwość ustawienia zera - jeśli sąsiednie przewody dają odbiór.
• Możliwość pomiaru prądu rozruchowego, który jest kilkakrotnie większy od znamionowego.
• Automatyczny wybór zakresu podczas wyświetlania wyników.
• Plusem będzie możliwość podłączenia sondy temperatury do pomiaru temperatury.
• Duży podświetlany wyświetlacz.

Konieczne jest również zwrócenie uwagi na jakość plastiku, brak metalowych części na powierzchni urządzenia i jakie baterie są używane (aby można je było bez problemu znaleźć i w razie potrzeby wymienić)

Wyraźnie o aktualnym zacisku w filmie:

W rezultacie cęgi pomiarowe prądu to urządzenie, które znacznie upraszcza pracę profesjonalnego elektryka i rzemieślnika domowego, który jest przyzwyczajony do robienia wszystkiego własnymi rękami. Korzystanie z urządzenia generalnie nie różni się od wykonywania pomiarów testerem czy multimetrem - jest intuicyjne i dostępne nawet dla osób o minimalnych umiejętnościach, jednak w niektórych przypadkach do zinterpretowania uzyskanych wyników będzie potrzebna pewna wiedza.