Как клещами измерить нагрузку: Как измерять ток токовыми клещами?

Содержание

Как измерять ток токовыми клещами?

Смотрите также обзоры и статьи:

Токовые клещи для измерения напряжения. Как использовать?

Еще со школьного курса физики мы знаем, что ток большой силы чрезвычайно опасен для здоровья. Тем не менее, различными мультиметрами можно замерять постоянный и переменный ток до 5-20 ампер. А как измерить ток в 100, 200 или даже 1000 ампер? Специально для этого были придуманы токовые клещи.

Как устроены токовые клещи?

Различные токовые клещи имеют разное устройство. Простые токовые клещи, которые способны измерить только переменный ток имеют более простое устройство, нежели токовые клещи способные измерять как постоянный, так и переменный ток.

У простых токовых клещей, собственно сами клещи замыкаются, создавая с проводником, по которому течет переменный ток своеобразный трансформатор. Ведь по сути в клещах таких устройств находиться вторичная обмотка конденсатора. Токовые клещи измеряют ЭДС которая создается при взаимодействии клещей с проводником, интерпретируют результат и отображают значение переменного тока. Ведь ЭДС возникающая в проводнике получается пропорциональной току, протекающему через него.

Токовые клещи, которые могут измерять переменный и постоянный ток устроены иначе. У таких устройств клещи не замыкаются, а измерения тока производятся с помощью специального устройства — датчика Холла. Этот датчик способен регистрировать эффект Холла — изменение направление движения заряженных частиц в проводнике при прохождении через определенное магнитное поле. За подробностями обращайтесь к Википедии.

Из-за наличия датчика Холла, токовые клещи, которые способны измерять переменный и постоянный ток стоят гораздо дороже простых токовых клещей.

Измерение тока клещами

Но не важно, какие клещи у вас в наличии, принцип измерения остается одним и тем же:

  • Включите токовые клещи в режим измерения, ну, например, переменного тока, так как он чаще всего встречается в быту.
  • Выберите максимальный предел измерения, чтобы не ошибиться.
  • Замкните токовые клещи на проводе. Если провод закручен — полученное значение нужно будет поделить на количество витков провода.
  • Снимайте показания!

Как видим, измерять то с помощью токовых клещей совершенно не сложно. Самые простые токовые клещи измеряющие только переменный ток довольно дешевые. А вот токовые клещи, которыми можно измерить и постоянный ток будут стоить в несколько раз дороже из-за более сложной конструкции. Кстати, довольно часто токовые клещи можно использовать и в качестве мультиметров, так как они могут измерять постоянное и переменное напряжение, сопротивление и делать прозвон.

Поделиться в соцсетях

Электроизмерительные клещи — принцип работы. Как пользоваться токовыми клещами

Клещи токоизмерительные представляют собой прибор, основным назначением которого является измерение электрического ток без разрыва электрической цепи и нарушения ее функционирования.

Дополнительно этот прибор способен измерять также напряжение, частоту, температуру (в некоторых моделях).

В соответствии с измеряемыми величинами электроизмерительные клещи делятся на амперметры, вольтметры, ваттметры, фазометры, ампервольтметры.

К самым распространенным относятся клещевые амперметры для измерения переменного тока, получившие название токоизмерительных клещей. С их помощью можно быстро измерить ток в проводнике, не разрывая и не отключая электрическую цепь. Электроизмерительные клещи могут применяться в электроустановках до 10000В.

О назначении многих электрических приборов и инструментов известно любому обывателю – все знают, зачем нужен паяльник или электрическая дрель. Но далеко не у каждого, даже не на каждом предприятии найдутся токоизмерительные клещи.

Несмотря на это, токовые клещи предназначены для широкого использования, просто очень многие не знают о существовании такого прибора и не умеют ним пользоваться.

Где применяются электроизмерительные клещи?

Клещи токоизмерительные могут стать незаменимым помощником как для бытовых потребителей, так и на предприятиях различных масштабов. С их помощью возможно:

  • — определять фактическую нагрузку в сети. Чтобы определить нагрузку однофазной сети, осуществляется замер на вводном кабеле, полученное значение тока в амперах умножается на напряжение в сети и косинус угла между фазами (cos φ). Если отсутствует реактивная нагрузка (мощные индуктивные элементы, дроссели, двигатели), то последнее значение принимается равным единице (cos φ = 1).
  • — для измерения мощности различных приборов. В случае возникновения необходимости измеряется сила тока участка цепи с подключенным потребителем. Мощность определяется по вышеописанной формуле.
  • — для проверки функционирования приборов учета потребления электроэнергии, например, сверки показаний счетчиков с фактическим потреблением.

Конструкция и обозначения

В состав электроизмерительных клещей любой модификации входят следующие основные части: клещи-магнитопровод, переключатель диапазонов и функций, дисплей, выходные разъемы, кнопка фиксации измерений. В данной статье рассматриваются токовые клещи марки mastech M266

.

Переключатель может быть установлен в одно из положений режимов измерений:

  1. — DCV – постоянное напряжение;
  2. — ACV – переменное напряжение;
  3. — DCA – постоянный ток;
  4. — ACA – переменный ток;
  5. — Ω — сопротивление;
  6. — значок диода – проверка диодов;
  7. — значок сигнала – прозвонка с зуммером.

Три входных разъема прибора имеют защиту от перегрузки. При подключении прибора черный провод щупов подсоединяется к разъему «COM», а красный – к разъему «VΩ». Третий разъем, обозначенный как «EXT», применяется для подключения измерителя изоляции.

Порядок измерения тока

Переключатель пределов устанавливается в положение, соответствующее необходимому диапазону измерения переменного тока. Токовые клещи подключаются к измеряемому проводнику.

Если на дисплее наблюдается только значение «1», то необходимо переключатель пределов установить на более высокое значение, так как возникла перегрузка.

Порядок измерения напряжения

Красный провод щупа подсоединить к разъему «VΩ», черный – к «COM». Переключатель пределов установить в положение, соответствующее измеряемому диапазону.

Щупы подсоединить к измеряемой нагрузке или источнику напряжения. На экране прибора будет наблюдаться измеряемое напряжение, а также его полярность. Если на экране наблюдается только значение «1», то переключатель пределов необходимо переключить на более высокое значение, так как возникла перегрузка.

Порядок измерения сопротивления

Щупы прибора так же, как и при измерении напряжения. Переключатель диапазонов установить на диапазон «Ω». Если прибор используется для прозвонки, то переключатель нужно установить в соответствующее положение. Если сопротивление измеряемого участка схемы меньше 50 Ом, то будет звучать сигнал зуммера.

Электроизмерительные клещи – принципы работы

В работу простейших токоизмерительных клещей переменного тока положен принцип одновиткового трансформатора тока.

Его первичная обмотка представляет не что иное, как провод или шину, в которой измеряется ток. Вторичная обмотка, имеющая больше количество витков, намотана на разъемный магнитопровод и находится в самих клещах. К вторичной обмотке подключен амперметр.

Измерив ток, который протекает во вторичной обмотке с учетом известного коэффициента трансформации измерительного трансформатора, можно получить величину тока, измеряемую в проводнике.

Заметим, что с помощью токоизмерительных клещей измерять ток (а по сути — нагрузку) в цепи совсем не сложно и очень удобно. Сам процесс измерения заключается в следующем.

С помощью рукоятки выставляется измеряемая величина. Клещи размыкаются, в них пропускается проводник, рукоятка отпускается и клещи замыкаются. Дальнейший порядок использования электроизмерительных клещей точно такой же, как и при обращении с обычным тестером.

Подсоединять клещи можно как к изолированному, так и неизолированному проводу. Самое главное – охватываться должна только одна шина. На индикаторе прибора отображается величина тока измеряемой цепи.

Чтобы обеспечить работу в труднодоступных местах, современные токовые клещи обычно оснащаются кнопкой, фиксирующей показания.

Таким образом, если охватить проводник и нажать кнопку, то после размыкания магнитокопровода на экране прибора сохранится зафиксированное измеренное показание прибора.

По токоведущей части, которая охвачена магнитопроводом, проходит переменный ток. В магнитопроводе создается переменный магнитный поток, в результате которого во вторичной обмотке возникает электромагнитная индукция – по ней (вторичной обмотке) начинает протекать ток, который измеряется амперметром.

Современные токоизмерительные клещи выполняются по схеме, в которой сочетается трансформатор тока и выпрямительный прибор. Она позволяет выводы вторичной обмотки присоединять к измерительному прибору через набор шунтов, а не напрямую.

Как пользоваться токоизмерительными клещами

Как измерить нагрузку сети в квартире?

Переключатель диапазонов устанавливается в положение АСА 200. Раскрыв токовые клещи, на вводе в квартиру охватить ними изолированный провод, зафиксировать показания, которые появились на экране прибора.

Полученная величина умножается на напряжение сети 220 В, косинус берется равным единице.

Пример. Допустим, прибор показывает 6А. Это значит, что нагрузка сети квартиры составляет:

Р = 6 · 220= 1320 Вт = 1.32 кВт.

По этим данным можно проверить правильность работы счетчика потребляемой электроэнергии, соответствие фактической нагрузке вводного кабеля и др.

Маленькая хитрость при измерениях

Как можно измерить небольшой ток с помощью электроизмерительных клещей?

Для того, чтобы измерить токоизмерительными клещами небольшую силу тока, необходимо провод, на котором нужно узнать ток, намотать несколько раз на разомкнутый магнитопровод. Предел измерений установить на минимальное значение.

Для того, чтобы определить фактическое значение тока, необходимо показания прибора разделить на количество витков провода, намотанного на магнитопровод.

Необходимо понимать, что так можно делать, если провод изолирован. При этом наматывать нужно аккуратно не перегибая сам провод.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Как пользоваться токоизмерительными клещами?

Если вы не знаете как пользоваться токоизмерительными клещами, то смело читайте данную статью. Здесь вы найдете инструкцию по их эксплуатации, снабженную подробными фотографиями. Тут я использовал модель, которая на данный момент оказалась у меня под рукой. Это токовые клещи Fluke 302+. Данную инструкцию можно применить практически к любым подобным устройствам.

Как пользоваться токоизмерительными клещами?

Пользоваться данными устройствами очень легко. Конструкция токовых клещей позволяет проводить измерения на действующей электроустановке без каких-либо дополнительных монтажных работ и без разрыва цепи электропитания. Это является их огромным плюсом. Для измерения необходимо установить переключатель в нужное положение, обхватить клещами провод и зафиксировать показания тока.

Главная трудность в таких измерениях заключается в выделении отдельного одиночного проводника. Если клещами обхватить весь провод (фазный и нулевой проводники), то вы получите сумму токов, протекающих по обоим жилам. В идеале тут должен высветиться нуль, так как токи протекающие по фазному и нулевому проводникам равны по величине, но противоположны по направлению. Как показано на фотографии ниже вы ничего не узнаете и так измерять ток нельзя. Хотя если в таком положении клещи покажут какое-либо значение тока отличное о нуля, то это будет означать, что в данной цепи есть утечка, равная полученному значению.

Поэтому необходимо найти место, где данные проводники разделяются, и где есть возможность подлезть клещами. Например, в распределительном щитке в месте подключения фазы к автоматическому выключателю. К сожалению этого сделать можно не везде. Это является их небольшим минусом, но возможность измерения без разрыва цепи его полностью перекрывает, по крайней мере в моей деятельности.

Я работаю в связевых помещениях, где категорически запрещено обесточивать оборудование связи, поэтому токовые клещи являются единственным устройством, которым возможно померить ток и посчитать потребляемую нагрузку.

Как они устроены и какие бывают виды читайте в статье: Что такое токовые клещи и зачем они нужны?

Ниже инструкция описана на моделе Fluke 302+. Это качественные и хорошие токоизмерительные клещи, но они могут измерять только переменный ток. Постоянный ток другими моделями клещей измеряются аналогично как и переменный, только необходимо переключить их в режим измерения постоянного тока.

Перед любыми измерениями убедитесь, что ваша модель токоизмерительных клещей сможет для этого подойти. На них указано максимальное значение тока, которое можно ими измерить. В моем случае это переменный ток до 400А. Хотя такие большие токи вы у себя дома не встретите и поэтому дома подойдут любые модели.

Также на самих измерительных приборах указывается категория безопасности. В моем случае на моделе Fluke 302+ имеется маркировка:

  • CAT III 600 V — это означает, что устройство защищено от кратковременных скачков напряжения внутри оборудования при эксплуатации в составе стационарных систем напряжением до 600В, например распределительных панелей, фидеров и ответвлений, а также систем освещения крупных зданий.
  • CAT IV 300 V — это означает, что устройство защищено от кратковременных скачков напряжения от оборудования первичного уровня электроснабжения напряжением до 300В, например электрического счетчика, установки воздушной или подземной системы общего пользования.

Инструкция как пользоваться токоизмерительными клещами

  1. Находим место, где можно свободно обхватить клещами одиночный проводник.
  2. Переводим ручку переключения режимов измерения в нужное положение. В сети переменного тока на указатель A~ или AAC. В сети постоянного тока на указатель A- или ADC. Данные обозначения дополнительно дублируются на дисплее. Напомню, что мои клещи функцию измерения постоянного тока не поддерживают и поэтому на них данного обозначения нет.
  3. Нажимаем на кнопку раскрытия клещей.

  4. Обхватываем нужный проводник и устанавливаем клещи перпендикулярно плоскости провода.

  5. Отпускаем кнопку раскрытия клещей. Так замыкается цепь магнитопровода и происходит измерение тока.
  6. Записываем полученное значение тока на дисплее. Если его плохо видно, то можно результаты измерения зафиксировать, нажав кнопку «Hold». Потом можно убрать клещи и увидеть измеренное значение тока. Оно будет показываться на экране пока вы не нажмете снова кнопку «Hold».

Выше я описал основные функции токоизмерительных клещей, т.е. измерение тока без разрыва цепи. Думаю, что все понятно.

Для универсальности данного прибора практически все производители добавляют в его конструкцию дополнительные функции. Это возможность измерения других параметров, таких как напряжение, сопротивление и т.д. Об этом я расскажу в следующей статье: «Дополнительные функции токоизмерительных клещей».

Сегодня нам так не хватает улыбок:

Сидят два электрика на столбе. Мимо них идет старушка.
Первый электрик:
— Бабуль, подай, пожалуйста, провод.
Старушка:
— Какой, милай, этот?
Электрик:
— Нет, бабуль, другой.
Старушка подает.
— На, сынок.
Первый электрик второму:
— Я же говорил, что «ноль» , а ты — «фаза», «фаза» !!!

Как пользоваться токовыми клещами »

Принцип работы токовых клещей

 

Основная задача электроизмерительных клещей измерение тока без разрыва проводника, современные приборы обладают функциями измерения напряжения, емкости, температуры, мощности и т.д. Принцип измерения основан на токовом трансформаторе или эффекте Холла. 

Токовые клещи, работающие на принципе трансформатора тока, измеряют только переменный ток, т.к. трансформатор не пропускает через себя постоянный ток. Первичная обмотка это провод, обхватываемый токовыми клещами, а вторичная внутри токовых клещей с токовым датчиком. Обхватить несколько витков одного проводника, то на вторичной обмотке ток во столько же раз увеличится. Это удобно для измерения небольших переменных токов, при этом нужно разделить полученное значение тока на количество витков. Внешне токовые клещи, работающие на трансформаторе тока, отличаются отсутствием насечек на губках и  диапазона постоянного тока.

Токовые клещи, работающие на эффекте Холла, измеряют и постоянный и переменный ток. Принцип работы на эффекте Холла основан на измерении напряжения на гранях полупроводниковой пластины, через которую протекает постоянный ток, помещенной в магнитное поле перпендикулярно к ней. Магнитное поле образуется вокруг проводника, который обхватили токовыми клещами. Изменение тока в проводнике, вызывает изменение магнитного поля вокруг проводника, что вызывает изменение напряжения на чувствительном элементе Холла. Напряжение чувствительном элементе преобразуется и выводится на экран в виде значения тока. Для токовых клещей, работающих на эффекте холла, важно располагать проводник перпендикулярно к губкам токовых клещей.

 

Измерение тока

Для работы на нашем приборе APPA 133 выберем режим переменного тока А~ обхватим один провод. Выбор диапазона измерения в APPA 133 автоматический, в других приборах возможно необходимо выбрать диапазон. Если размещать проводник не перпендикулярно или не по рискам, то погрешность показаний увеличивается до 3 %.

 

               

 

Для измерения броскового переменного тока необходимо выбирать режим «inrush current», например в случае измерения пускового тока электродвигателя. Для измерения макс мин тока выбираем соответствующий режим.При включенной печке максимальный ток 8,47 А.

 

 

Если обхватить сразу два провода, то токовые клещи покажут ноль, т.к. сумма токов двух проводников с разной полярностью равна нулю. Если показания прибора не ноль, то имеется ток утечки или значение находится в пределах погрешности прибора. При измерении нескольких проводов одновременно значение тока будет суммой токов всех проводов. Утечка тока может проявиться например, если вода из крана бьет током, нужно проверить ток утечки электрического бойлера.

 

Измерение напряжения

Для измерения постоянного и переменного напряжения выставим переключатель на V. Наш прибор имеет автоматический выбор диапазона, а так же позволяет измерять частоту. Переключать между режимами необходимо при отсоединенных проводах. У APPA 133 имеется защита от высокого напряжения более 1000 В.

 

                          

 

Видим напряжение 221,1 В, частота 49,97 Гц.

 

          

 

При включенной печке видим что напряжение упало до 211,1 В, частота не изменилась. Произошло это из-за того что сечения проводов не хватает на мощность печки, что вызывает перегрузку и нагрев проводов. Необходимо поменять провода на более толстого сечения.

 

Измерение потребляемой мощности

Полная мощность (В*А) равна квадратному корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. Реактивная мощность (Вар) равна произведению напряжения и тока, умноженному на синус угла сдвига фаз  между ними. Если нет потребителей с реактивной мощностью (двигатели, трансформаторы), то полная мощность нагрузки будет равна активной. Активная мощность вычисляется в приборе по формуле произведение напряжения на ток. Если прибор не позволяет измерять мощность, то полученный ток умножим на 220 В и получим мощность нагрузки. Для измерение активной мощности с помощью APPA 133 переводим переключатель W~. Переключать между режимами необходимо при отсоединенных проводах. Вставляем щупы в розетку и обхватываем проводник.

 

                          

 

Активная мощность потребления компьютера 28 Вт, а при включенной печке потребляемая мощность повысилась до 1728 Вт (~=211,1 В * 8,47 А). В APPA 133 так же можно измерить коэффициент мощности, отрицательное значение говорит о емкостном характере нагрузки (ток опережает напряжение), положительное значение говорит о индуктивном характере нагрузки (ток отстает от напряжения).

 

 


Выбрать токовые клещи можете в каталоге.

 

Как измерить силу тока при помощи клещей-приставки

  1. Определите вид измеряемого тока — переменный или постоянный.
  2. Выберите для мультиметра клещи-приставку, предназначенные для измерения данного вида тока, либо клещи, измеряющие как переменный, так и постоянный ток.

    Примечание. Просмотрите технические характеристики клещей-приставки и узнайте, что прибор выдает на выходе — уровень тока или напряжения.

  3. Определите ожидаемый максимальный ток в цепи, например, путем проверки заводской таблички компонента или номинальных параметров выключателя. Клещи-приставка, подключаемые к мультиметру, могут иметь самые разные предварительно заданные диапазоны измерений. Проверьте, достаточен ли диапазон измерений мультиметра и клещей-приставки для измерений в вашей цепи. Если недостаточен, выберите приборы с более высоким порогом измеряемых значений.

    Примечание. Если токовые входы мультиметра защищены предохранителями, проверьте исправность предохранителей.

  4. Настройка цифрового мультиметра выполняется следующим образом:
    • Чтобы измерить силу переменного тока клещами с токовым выходом, переведите регулятор мультиметра в положение «mÃ/û.
    • Вставьте черный измерительный провод в гнездо COM.
    • Если подключаемые клещи-приставка выдают сигнал переменного тока, вставьте красный измерительный провод в гнездо «mÃ/û. Эти токовые клещи предназначены для измерений только переменного тока и, в зависимости от коэффициента деления, подают на цифровой мультиметр ток с амплитудой 1 мА на каждый 1 А измеренного тока (1 мА/А).
    • Выполните шаги 6—8, указанные ниже.
    • Чтобы измерить силу переменного/постоянного тока клещами с выходом напряжения, переведите регулятор в положение «mVac» для измерений переменного тока или в положение «mVdc» для постоянного тока.
    • Вставьте черный измерительный провод в гнездо COM.
    • Если подключаемые клещи-приставка выдают сигнал напряжения, вставьте красный измерительный провод в гнездо «V». Эти токовые клещи могут подавать на цифровой мультиметр напряжение с амплитудой 1 мВ, 10 мВ или 100 мВ на каждый 1 А измеренного тока.
    • Выполните шаги 6—8, указанные ниже.
  5. Нажмите на рычаг прибора, чтобы раскрыть захват.
  6. Заведите в захват один проводник. Прежде чем считывать показания, проверьте, полностью ли закрыт захват.
  7. Считайте показания с экрана.

    Совет. Токовые клещи измеряют силу тока в цепи путем измерения напряженности магнитного поля, которое создается вокруг проводника. По возможности отведите измеряемый проводник от находящихся рядом проводников на расстояние 5–10 см. Цель: предотвратить захват токовыми клещами паразитных магнитных полей. Если отвести проводник невозможно, снимите несколько показаний в разных точках вдоль измеряемого проводника. Не выполняйте измерения на экранированных проводах — в этом случае магнитные поля будут значительно ослаблены или даже отсутствовать.

Анализ измерений тока

При поиске и устранении неисправностей важно знать ток, потребляемый системой, компонентом или цепью.

На компонентах электрических схем, например двигателях, часто прикреплены заводские таблички с указанием номинальных параметров компонента. Результаты измерений тока можно сравнить с номинальными параметрами для определения рабочего состояния компонента.

Измерьте силу тока, чтобы узнать сколько тока потребляет нагрузка (компонент, такой как двигатель) относительно системы. Можно также измерить общую нагрузку на цепь.

Например, двигатель перегружен, если потребляемый ток больше номинального, и недогружен, если меньше номинального.

При поиске и устранении неисправностей технический специалист может выполнить базовые измерения и по их результатам искать перегрузки, превышения тока или дисбаланс тока между фазами.

Обычно токи, превышающие номинальные, свидетельствуют о наличии проблемы, которая может привести к появлению других проблем. Из-за повышенного тока возникает нагрев, а это может привести к повреждению изоляции и выходу компонента из строя.

Большинство цифровых мультиметров могут измерять только постоянный или переменный ток до 10 А. Более высокие токи нужно масштабировать (понижать) при помощи клещей-приставки, которые могут измерять силу тока в цепи в диапазоне от 0,01 А до 1000 А путем измерения напряженности электрического поля вокруг проводника.

Для достижения максимальной эффективности работы, измерения силы тока рекомендуется выполнять сразу после монтажа оборудования и во время его нормального режима работы. Результаты этих измерений можно использовать в дальнейшем в качестве базовых показателей для сравнения при поиске и устранении неисправностей.

Ссылка: Digital Multimeter Principles by Glen A. Mazur, American Technical Publishers.

Подберите подходящий мультиметр

Как пользоваться токовыми клещами? —

Мультиметр с токоизмерительными клещамиМультиметр

Чаще всего люди связанные с электроникой для своих измерений используют обычный мультиметр. С помощью него можно измерить такие значения как, напряжение, силу тока, сопротивление. Некоторые приборы так же меряют частоту и емкость конденсаторов. Однако пользоваться обычными щупами не всегда удобно, а иногда и невозможно, на помощь приходят токовые клещи.

Преимущества токовых клещей

  • Ток измеряется без необходимости разрыва цепи.
  • Возможны измерения в цепях, с напряжением до 10 кВ.
  • Возможно измерять ток в достаточно больших пределах.
  • Не большой прибор.

Недостатки токовых клещей

  • Точность измерения не 100-процентная.
  • Значения зависят от того как расположить прибор относительно провода.

Как измерить токовыми клещами ток в цепи?

Относительно обычного мультиметра разница совсем небольшая. Разница только в принципе измерений. Однако всегда можно подключить обычные щупы и пользоваться прибором как обычно.

Для измерения тока клещами необходимо:

  1. Выставить диапазон измерений.
  2. Нажать на клипсу сбоку, тем самым открыв клещи.
  3. Обхватить ОДИН провод.
  4. Расположить прибор боком относительно провода.
  5. На дисплее появится значение.


Как измерить нагрузку сети?

Для этого необходимо:

  1. Помереть напряжение в сети (обычно от 210 до 240 вольт).
  2. Произвести замер тока на участке цепи.
  3. Умножить показания друг на друга. Например в сети 220В и нагрузка , 220 * 3 = 660Вт.

Что делать если ток в цепи незначительный для токоизмерительных клещей?

Если в цепи протекает слишком малый ток и его сложно уловить, то существует небольшая хитрость. Провод нужно сделать несколько витков на клещах, тем проводом на котором собираетесь производить измерения. После измерения необходимо полученное значение поделить на количество витков.

 

Почему так происходит? Принцип работы токовых клещей

 

В основе токовых клещей лежит принцип одновиткового трансформатора. Первичная обмотка это и есть наш провод ток в котором мы измеряем.А вторичная обмотка намотана внутри на магнитопроводе, который можно размыкать.

По проводу идет ток, он создает магнитное поле, это поле ловится вторичной обмоткой, а далее с нее идут все замеры. Если необходимо, сигнал усиливается.

Вопрос-ответ

Вопрос: Можно ли пустить через клещи сразу 2 провода, фазу и ноль?

Ответ: Нет, так как в таком случае вектора магнитных полей взаимоисключают друг друга и прибор покажет 0.

 

Вопрос: При перемещении клещей вдоль провода во время измерений, прибор показывает разные значения.

Ответ: При перемещениях прибора вдоль провода, вы изменяете магнитный поток в магнитопроводе. Поэтому на вторичной обмотке клещей меняются значения.

 

Вопрос: На экране загорелась надпись HV или значение замерло на значении 1.

Ответ: Это означает, что выбран не верный диапазон измерений. Необходимо выбрать больший диапазон.

 

Вопрос: Что означает клавиша «RAN» на клещах?

Ответ: Эта кнопка нужна для переключения режима автоматического или ручного предела измерения.

4.9/5 (5)

Как замерить нагрузку клещами — советы электрика

Как измерить ток утечки в машине токовыми клещами? — бортжурнал Toyota RAV4 2.0 MT 2WD 2015 года на DRIVE2

Как измерить ток утечки токовыми клещами?

.

Каждый опытный автолюбитель должен беречь свою аккумуляторную батарею. Итак, давайте разберем что такое «ток утечки» АКБ и как его измерить при помощи токовых клещей.

Что же такое ток утечки автомобиля?

Когда Ваш автомобиль не используется, стоит на стоянке, а клеммы на аккумулятор наброшены, то все равно в машине есть несколько потребителей тока. Среди них: часы, сигнализация, компьютер и т.д., которые потребляют какой-то минимальный ток. Кроме того, в электро системе авто может быть поломка, что-то может «подкорачивать» и ток утечки возрастет в разы!

Если вовремя не выявить такую проблему, то аккумулятор при стоянке разрядится в «ноль». Нужно будет снимать батарею и ставить её на штатное зарядное устройство или просить «прикурить» машину.

Как Вы догадываетесь это может значительно сократить срок службы батареи или она вовсе выйдет из строя и нужно будет покупать новую.

Обратите внимание

Поэтому измерение утечки тока автомобиля токовыми клещами является очень важной процедурой при диагностике авто.

Стоит отметить, что мы уже рассматривали в одной из статей то, как проверить ток утечки мультиметром. Но там в том случае, что бы не разрывать цепь электро питания нам приходилось проделать целую операцию по прикручиванию проводника на клеммы аккумулятора.

Ведь мультиметр в режиме измерения силы тока необходимо включить в разрыв цепи. В случае же с токовыми клещами все намного проще, конструкция прибора позволяет измерять ток утечки безконтактно.

Измеряемый проводник нужно поместить в «кольцо» клещей и тратить время на отключение цепи питания автомобиля не требуется.

.

измерение тока токовыми клещами

Процедура измерения тока утечки токовыми клещами

Теперь нужно разобрать саму процедуру измерения. Открываем капот автомобиля, далее берем клещи. На измерительном приборе нужно выставить измерение силы постоянного тока. На экране сразу появятся какие то цифры, но на всех токовых клещах есть обнуление и нужно сбить эти цифры. Прибор готов к измерению.

Теперь нужно в кольцо токовых клещей захватить всю вязку проводников, которые отходят от плюса или минуса аккумулятора. То есть, измерить ток, который протекает по электро цепи авто. Обращаю внимание, что нужно захватить все проводники, которые идут с клеммы, иначе измерения будут не точны. На табло прибора появится наш ток утечки.

.

утечка тока автомобиля

Давайте определим какой может быть ток утечки на авто. Считается, что в нормальном состоянии, когда автомобиль стоит на сигнализации, он должен быть от 30 до 50 мА. На навороченных электроникой машинах может доходить до 80 мА.

Показания выше 100 мА должны серьезно Вас насторожить. В таком случае что-то потребляет очень много или имеется неисправность в электрооборудовании авто.

Важно

Если ток утечки автомобиля будет очень большой, то аккумуляторная батарея будет быстро разряжаться.

Поверьте на слово, что высокий ток утечки на автомобиле «убил» уже не одну аккумуляторную батарею. В таком режиме работы, когда АКБ постоянно подвергается глубокому разряду, а потом еще вынуждена прокрутить маховик двигателя, ни одна батарея долго не сможет проработать. Генератор не успевает её полностью зарядить в процессе езды. Постоянно недозаряженый аккумулятор долго не протянет.

Поэтому очень важно вовремя выявить ток утечки и устранить неисправность. Надеюсь, данная статья поможет Вам при эксплуатации автомобиля и однажды спасет жизнь Вашему аккумулятору!
Статья взята с сайта blog-avto.com/kak-izmerit…chki-tokovyimi-kleshhami/

PS: Если решите купить токовые клещи то имейте ввиду что не все клещи могут замерить постоянный ток а для замера в автомобиле именно постоянный ток.

Источник: https://www.drive2.ru/l/489982789463048369/

Электроизмерительные клещи

Источник: http://malahit-irk.ru/index.php/2011-01-13-09-04-43/218-2012-04-29-10

Электроизмерительные клещи – принцип работы. как пользоваться токовыми клещами

Клещи токоизмерительные представляют собой прибор, основным назначением которого является измерение электрического ток без разрыва электрической цепи и нарушения ее функционирования.

Дополнительно этот прибор способен измерять также напряжение, частоту, температуру (в некоторых моделях).

В соответствии с измеряемыми величинами электроизмерительные клещи делятся на амперметры, вольтметры, ваттметры, фазометры, ампервольтметры.

Важно

К самым распространенным относятся клещевые амперметры для измерения переменного тока, получившие название токоизмерительных клещей. С их помощью можно быстро измерить ток в проводнике, не разрывая и не отключая электрическую цепь. Электроизмерительные клещи могут применяться в электроустановках до 10000В.

О назначении многих электрических приборов и инструментов известно любому обывателю – все знают, зачем нужен паяльник или электрическая дрель. Но далеко не у каждого, даже не на каждом предприятии найдутся токоизмерительные клещи.

Несмотря на это, токовые клещи предназначены для широкого использования, просто очень многие не знают о существовании такого прибора и не умеют ним пользоваться.

Где применяются электроизмерительные клещи?

Клещи токоизмерительные могут стать незаменимым помощником как для бытовых потребителей, так и на предприятиях различных масштабов. С их помощью возможно:

  • – определять фактическую нагрузку в сети. Чтобы определить нагрузку однофазной сети, осуществляется замер на вводном кабеле, полученное значение тока в амперах умножается на напряжение в сети и косинус угла между фазами (cos ?). Если отсутствует реактивная нагрузка (мощные индуктивные элементы, дроссели, двигатели), то последнее значение принимается равным единице (cos ? = 1).
  • – для измерения мощности различных приборов. В случае возникновения необходимости измеряется сила тока участка цепи с подключенным потребителем. Мощность определяется по вышеописанной формуле.
  • – для проверки функционирования приборов учета потребления электроэнергии, например, сверки показаний счетчиков с фактическим потреблением.

Конструкция и обозначения

В состав электроизмерительных клещей любой модификации входят следующие основные части: клещи-магнитопровод, переключатель диапазонов и функций, дисплей, выходные разъемы, кнопка фиксации измерений. В данной статье рассматриваются токовые клещи марки mastech M266.

Переключатель может быть установлен в одно из положений режимов измерений:

  1. – DCV – постоянное напряжение;
  2. – ACV – переменное напряжение;
  3. – DCA – постоянный ток;
  4. – ACA – переменный ток;
  5. – ? – сопротивление;
  6. – значок диода – проверка диодов;
  7. – значок сигнала – прозвонка с зуммером.

Три входных разъема прибора имеют защиту от перегрузки. При подключении прибора черный провод щупов подсоединяется к разъему «COM», а красный – к разъему «V?». Третий разъем, обозначенный как «EXT», применяется для подключения измерителя изоляции.

Порядок измерения тока

Переключатель пределов устанавливается в положение, соответствующее необходимому диапазону измерения переменного тока. Токовые клещи подключаются к измеряемому проводнику.

Если на дисплее наблюдается только значение «1», то необходимо переключатель пределов установить на более высокое значение, так как возникла перегрузка.

Порядок измерения напряжения

Красный провод щупа подсоединить к разъему «V?», черный – к «COM». Переключатель пределов установить в положение, соответствующее измеряемому диапазону.

Щупы подсоединить к измеряемой нагрузке или источнику напряжения. На экране прибора будет наблюдаться измеряемое напряжение, а также его полярность. Если на экране наблюдается только значение «1», то переключатель пределов необходимо переключить на более высокое значение, так как возникла перегрузка.

Порядок измерения сопротивления

Щупы прибора так же, как и при измерении напряжения. Переключатель диапазонов установить на диапазон «?». Если прибор используется для прозвонки, то переключатель нужно установить в соответствующее положение. Если сопротивление измеряемого участка схемы меньше 50 Ом, то будет звучать сигнал зуммера.

Электроизмерительные клещи – принципы работы

В работу простейших токоизмерительных клещей переменного тока положен принцип одновиткового трансформатора тока.

Его первичная обмотка представляет не что иное, как провод или шину, в которой измеряется ток. Вторичная обмотка, имеющая больше количество витков, намотана на разъемный магнитопровод и находится в самих клещах. К вторичной обмотке подключен амперметр.

Измерив ток, который протекает во вторичной обмотке с учетом известного коэффициента трансформации измерительного трансформатора, можно получить величину тока, измеряемую в проводнике.

Заметим, что с помощью токоизмерительных клещей измерять ток (а по сути – нагрузку) в цепи совсем не сложно и очень удобно. Сам процесс измерения заключается в следующем.

С помощью рукоятки выставляется измеряемая величина. Клещи размыкаются, в них пропускается проводник, рукоятка отпускается и клещи замыкаются. Дальнейший порядок использования электроизмерительных клещей точно такой же, как и при обращении с обычным тестером.

Подсоединять клещи можно как к изолированному, так и неизолированному проводу. Самое главное – охватываться должна только одна шина. На индикаторе прибора отображается величина тока измеряемой цепи.

Электроизмерительные клещи предназначены для измерения электрических величин – тока, напряжения, мощности, фазового угла и др. – без разрыва токовой цепи и без нарушения ее работы. Соответственно измеряемым величинам существуют клещевые амперметры, ампервольтметры, ваттметры и фазометры.

Наибольшее распространение получили клещевые амперметры переменного тока, которые обычно называют токоизмерительными клещами. Они служат для быстрого измерения тока в проводнике без разрыва и без вывода его из работы. Электроизмерительные клещи применяются в установках до 10 кВ включительно.

Назначение того или иного прибора известно каждому; о том, как работать перфоратором или паяльником знает любой обыватель.

Но далеко не в каждом доме, и даже не в каждом предприятии, имеются токоизмерительные клещи (КТ).

Неужели этот прибор относится к разряду тех, которые предназначены только для пользования узким кругом специалистов, либо же обыватель просто не догадывается об их ценности и не умеет ими пользоваться?

Ниже перечислены только несколько способов применения токоизмерительных клещей, с которыми может столкнуться как бытовой потребитель, так и субъект предпринимательской деятельности.

  1. Для определения фактической нагрузки на сеть. Если говорить об однофазной сети, то производится замер на вводном кабеле в здание, затем полученное значение в амперах умножается на 0,22 (напряжение в сети) и на косинус ф (угол между фазами). Последнее значение при отсутствии реактивной нагрузки (двигателей, дросселей, мощных индуктивных элементов) принимают равным единице.
  2. Для замеров мощности того или иного прибора. При возникновении такой необходимости замеряют силу тока на участке цепи, в которую включен потребитель. Мощность определяют по формуле, описанной выше.
  3. Для проверки правильности работы приборов учёта электроэнергии, т.е. для сверки показаний счётчика с фактическим потреблением.

Простейшие токоизмерительные клещи переменного тока работают на принципе одновиткового трансформатора тока, первичной обмоткой которого является шина или провод с измеряемым током, а вторичная многовитковая обмотка, к которой подключен амперметр, намотана на разъемный магнитопровод (рис. 1, а).

Рис. 1. Схемы токоизмерительных клещей переменного тока:

а – схема простейших клещей с использованием принципа одновиткового трансформатора тока, б – схема, сочетающая одновитковый трансформатор тока с выпрямительным устройством, 1 – проводник с измеряемым током, 2 – разъемный магнитопровод, 3 – вторичная обмотка, 4 – выпрямительный мостик, 5 – рамка измерительного прибора, 6 – шунтирующий резистор, 7 – переключатель пределов измерений, 8 – рычаг

Для охвата шины магнитопровод раскрывается подобно обычным клещам при воздействии оператора на изолирующие рукоятки или рычаги клещей.

Переменный ток, проходя по токоведущей части, охваченной магнитопроводом, создает в магнитопроводе переменный магнитный поток, индуктирующий электродвижущей силой (ЭДС) во вторичной обмотке клещей.

В замкнутой вторичной обмотке ЭДС создает ток, который измеряется амперметром, укрепленным на клещах. В современных конструкциях токоизмерительных клещей применяется схема, сочетающая трансформатор тока с выпрямительным прибором.

В этом случае выводы вторичной обмотки присоединяются к электроизмерительному прибору не непосредственно, а через набор шунтов (рис. 1, б).

Электроизмерительные клещи бывают двух типов: одноручные для установок до 1000 В и двуручные для установок от 2 до 10 кВ включительно.

Совет

Электроизмерительные клещи имеют три основные части: рабочую, включающую магнитопровод, обмотки и измерительный прибор, изолирующую – от рабочей части до упора, рукоятки – от упора до конца клещей.

У одноручных клещей изолирующая часть служит одновременно рукояткой. Раскрытие магнитопровода осуществляется с помощью нажимного рычага. Электроизмерительные клещи для установок 2 – 10 кВ имеют длину изолирующей части не менее 38 см, а рукояток – не менее 13 см. Размеры клещей до 1000 В не нормируются.

Токоизмерительными клещами можно определить силу тока бесконтактно, т.е. не прикасаясь к частям электроустановок, находящихся под напряжением. Это стало возможно благодаря так называемому эффекту Холла – возникновению разности потенциалов в поле вокруг проводника с током.

Раскрытыми клещами охватывают часть провода или шины, по которой протекает электроток, после чего клещи должны быть сомкнуты. Не важно – изолированный это провод или же неизолированный, главное – охватывать нужно только одну шину или провод, то есть либо фазу, либо ноль.

После этого на дисплее прибора отображается токовая величина в измеряемой цепи.

Для работы в труднодоступных местах современные токоизмерительные клещи оснащают фиксирующей показания кнопкой; то есть, охватив проводник, можно нажатием сохранить отображаемые на дисплее цифры, после чего разомкнуть токопровод клещей и извлечь их.

Электроизмерительные клещи могут применяться в закрытых электроустановках, а также в открытых в сухую погоду.

Согласно п.7.6 Правил безопасной эксплуатации электроустановок потребителя (ПБЭЭП), проводить работы с измерительными клещами должны люди, прошедшие специальное обучение и имеющие группу по электробезопасности.

В электроустановках до тысячи вольт таких лиц должно быть двое – минимум с четвёртой группой и с третьей квалификационной группой.Человек, производящий измерение, должен пользоваться диэлектрическими перчатками и стоять на изолирующем основании.

Второй человек должен стоять сзади и несколько сбоку оператора и читать показания приборов электроизмерительных клещей.

Прибор должен регулярно проходить испытание повышенным напряжением (раз в 2 года) и проверен на правильность работы в лабораторных условиях. Конечно же, используемый в домашних условиях прибор вряд ли будет поверяться и испытываться, но можно приобрести уже готовые к применению клещи, на корпусе которых в таких случаях стоят соответствующие штампы.

Советы по выбору токоизмерительных клещей.

Обратите внимание

Не стоит стремиться к приобретению излишне дорогого измерительного прибора, наделённого массой функций, значение которых вы не понимаете. Для использования в домашних условиях достаточно купить недорогой мультиметр, который помимо определения силы тока «умеет» прозванивать цепи, измеряет вольтаж и сопротивление.

В то же время не нужно чересчур экономить – вместо нормальных токоизмерительных клещей вы можете приобрести низкокачественный китайский прибор, который вам будет демонстрировать на дисплее далёкие от истины величины.

Такие «измерители» можно отличить по низкопробному качеству пластмассы, издающей резкий неприятный запах, по корпусу, детали которого не подогнаны друг к другу (щели), и, конечно же, по низкой стоимости.

Практикум: измеряем нагрузку на сеть в квартире.

Включаем токоизмерительные клещи поворотом рукоятки на отметку АСА-200. Раскрываем клещи и охватываем ими изолированный провод на вводе в квартиру, после чего фиксируем показания на табло прибора.

Полученную величину умножаем на 0,22, косинус принимаем равным единице. Например, при показании прибора 8 (А), нагрузка на сеть квартиры будет составлять 1,76 кВт.

Исходя из этого, можно осуществить проверку работы прибора учёта электроэнергии, проверить соответствие вводного кабеля фактической нагрузке и многое другое

Чтобы обеспечить работу в труднодоступных местах, современные токовые клещи обычно оснащаются кнопкой, фиксирующей показания.

Таким образом, если охватить проводник и нажать кнопку, то после размыкания магнитокопровода на экране прибора сохранится зафиксированное измеренное показание прибора.

По токоведущей части, которая охвачена магнитопроводом, проходит переменный ток. В магнитопроводе создается переменный магнитный поток, в результате которого во вторичной обмотке возникает электромагнитная индукция – по ней (вторичной обмотке) начинает протекать ток, который измеряется амперметром.

Современные токоизмерительные клещи выполняются по схеме, в которой сочетается трансформатор тока и выпрямительный прибор. Она позволяет выводы вторичной обмотки присоединять к измерительному прибору через набор шунтов, а не напрямую.

Как пользоваться токоизмерительными клещами

Как измерить нагрузку сети в квартире?

Переключатель диапазонов устанавливается в положение АСА 200. Раскрыв токовые клещи, на вводе в квартиру охватить ними изолированный провод, зафиксировать показания, которые появились на экране прибора.

Полученная величина умножается на напряжение сети 220 В, косинус берется равным единице.

Пример. Допустим, прибор показывает 6А. Это значит, что нагрузка сети квартиры составляет:

Совет

Р = 6 · 220= 1320 Вт = 1.32 кВт.

По этим данным можно проверить правильность работы счетчика потребляемой электроэнергии, соответствие фактической нагрузке вводного кабеля и др.

Маленькая хитрость при измерениях

Как можно измерить небольшой ток с помощью электроизмерительных клещей?

Для того, чтобы измерить токоизмерительными клещами небольшую силу тока, необходимо провод, на котором нужно узнать ток, намотать несколько раз на разомкнутый магнитопровод. Предел измерений установить на минимальное значение.

Для того, чтобы определить фактическое значение тока, необходимо показания прибора разделить на количество витков провода, намотанного на магнитопровод.

Необходимо понимать, что так можно делать, если провод изолирован. При этом наматывать нужно аккуратно не перегибая сам провод.

Фото подсказки по нашей теме

Источник: http://kakdigita.blogspot.com/2014/10/blog-post_594.html

Работа с токоизмерительными клещами

При выполнении ремонтных работ зачастую приходится замерять ток в действующих электрических сетях под напряжением. Это делает возможным диагностировать оперативную схему и вовремя ликвидировать возникшие недостатки.

Иногда анализ электрических цепей приходится делать, не отключая токоведущую линию. На этот случай существует специальный прибор – токоизмерительные клещи. В отличие от остальных измерительных инструментов, данный прибор отличается своим удобством в применении и точностью показаний.

Кроме этого, такие клещи применяются для измерения электрических линий, имеющих большую силу тока, в этом случае мультиметры не справятся ввиду своего малого сечения.

Разновидности токовых клещей

Существуют несколько видов токоизмерительных клещей. Различают аналоговые, цифровые и устройства высоковольтного типа.

Аналоговые токоизмерительные инструменты имеют табло со стрелкой и шкалой. Они реагируют на любое изменение напряжения, но показатели, полученные во время замеров не достаточно точны. Преимущество его состоит в том, что для его работы не требуется источник питания.

Цифровые – более удобная модель, работает от дополнительного источника питания. Показания моментально можно увидеть на табло.

Третий тип создан для измерения более высокого напряжения.

Кроме того токоизмерительные клещи бывают одноручные и двуручные. Отличительной особенностью друг от друга является количеством ручек и высотой измеряемого напряжения. В первом случае — применяются в сетях с напряжением до 1кВ, а второй тип – эксплуатируются в электрических сетях напряжением от 2кВ до 10кВ.

Критерии выбора

При покупке данного прибора нужно доверять только специализированным магазинам. Во-первых, в них продаются более качественные инструменты, а во-вторых, выбор помогут сделать специально обученные люди. При выборе данного устройства следует соблюдать ряд правил.

Необходимо определиться для каких токоведущих линий приобретается прибор. В этом случае нужно обратить внимание на маркировку: AC – замеры переменного тока, DC – постоянного, а ACDC – для измерения обоих типов.

Вид выбираемого прибора будет зависеть от диаметра провода.

Качество материала, из которого произведен прибор, должен защищать от поражения электрическим током и быть крепким в случае падения.

Также нужно обратить внимание, в каких величинах прибор выдает результат: мА, А, АС.

Специалисты рекомендуют не покупать приборы, имеющие множество функций.

Перед применением необходимо произвести пробный замер и определить правильность показаний.

Кроме того, для применения тестера в быту лучше приобрести прибор, умеющий измерить сопротивление, напряжение, а также прозвонить электрическую сеть.

Вдобавок следует тщательно изучить технические характеристики приобретаемого прибора.

Правила безопасности при работе

Замеры электроизмерительными клещами в токоведущих линиях свыше 1000В должны производиться двумя лицами, первое из которых имеют группу допуска не ниже четвертой, а второй – третьей. В электросетях до 1000В измерительный процесс разрешается проводить одному человеку, который имеет третью группу допуска.

Также измерять необходимо в диэлектрических калошах, с использованием резиновых диэлектрических перчаток.

Запрещается прикасаться к токоведущим элементам голыми руками. Нужно помнить, что высокое напряжение опасно для жизни и может привести к тяжелым последствиям.

Обратите внимание

Если данная работа приводит в замешательство, то лучше всего обратиться за помощью к специалисту.

Данный измерительный инструмент должен проходить периодическую аттестацию в специальной лаборатории. После такой процедуры на приборе ставится штамп, который имеет срок использования тестера.

Использование токоизмерительных клещей

Настоящий инструмент быстро и просто позволяет производить замеры тока в электролинии. Для этого необходимо переключатель перевести в положение, соответствующее величине тока. Для правильного надевания клещи следует раздвинуть и одеть на провод. Тестер приходит в замкнутое состояние путем опускания ручки. Результат фиксируется, и прибор убирается таким же образом.

Процесс измерения допускается производить даже на неизолированных участках электроцепи. Кроме того важно знать, что измерения происходят только на одном проводе или шине по очереди. На табло появляется полученный результат. При работе в труднодоступных местах включается кнопка фиксации и результат можно посмотреть позже.

В случае если прибор показывает некорректные показатели, необходимо переключатель поставить на соответствующий диапазон.

Токоизмерительные клещи можно использовать в качестве вольтметра. Чтобы замерить напряжения нужно концы проводов вставить в гнезда клещей. Переключатель при этом перевести в режим замера напряжения.

Вторую пару концов присоединить к клеммам и снять показание. Для измерения сопротивления в системе измерительный прибор используют как простой мультиметр.

Также данным прибором, возможно, косвенно измерить мощность потребляемой энергии. Для этой цели требуется узнать силу тока и существующее в цепи напряжение. Умножение этих двух показателей это и будет мощностью.

Кроме этого такими клещами можно узнать наличие либо отсутствие посторонних потребителей. На вводном кабеле присоединить прибор в режиме измерения нагрузки, предварительно отключив все имеющиеся электроприборы. Если результат будет равен нулю, то утечки тока не происходит.

Преимущества и недостатки

Плюсы данного измерительного инструмента:

  • позволяет производить замеры в малодоступных местах;
  • наличие фиксирования результатов;
  • малогабаритные размеры прибора;
  • измерения высоковольтных линий;
  • точность показателей.

При наличии преимуществ у токоизмерительных клещей имеются и недостатки:

  • приборы плохого качества будут показывать ложные показания;
  • для более точных результатов необходимо правильно расположить тестер;
  • устройство должно использоваться в строгом соответствии с инструкцией.

Источник: https://uzotoka.ru/instrumenty/rabota-s-tokoizmeritelnymi-kleshhami.html

Как пользоваться токовыми клещами »

Основная задача электроизмерительных клещей измерение тока без разрыва проводника, современные приборы обладают функциями измерения напряжения, емкости, температуры, мощности и т.д. Принцип измерения основан на токовом трансформаторе или эффекте Холла. 

Токовые клещи, работающие на принципе трансформатора тока, измеряют только переменный ток, т.к. трансформатор не пропускает через себя постоянный ток. Первичная обмотка это провод, обхватываемый токовыми клещами, а вторичная внутри токовых клещей с токовым датчиком.

Обхватить несколько витков одного проводника, то на вторичной обмотке ток во столько же раз увеличится. Это удобно для измерения небольших переменных токов, при этом нужно разделить полученное значение тока на количество витков.

Важно

Внешне токовые клещи, работающие на трансформаторе тока, отличаются отсутствием насечек на губках и  диапазона постоянного тока.

Токовые клещи, работающие на эффекте Холла, измеряют и постоянный и переменный ток. Принцип работы на эффекте Холла основан на измерении напряжения на гранях полупроводниковой пластины, через которую протекает постоянный ток, помещенной в магнитное поле перпендикулярно к ней. Магнитное поле образуется вокруг проводника, который обхватили токовыми клещами.

Изменение тока в проводнике, вызывает изменение магнитного поля вокруг проводника, что вызывает изменение напряжения на чувствительном элементе Холла. Напряжение чувствительном элементе преобразуется и выводится на экран в виде значения тока. Для токовых клещей, работающих на эффекте холла, важно располагать проводник перпендикулярно к губкам токовых клещей.

Измерение тока

Для работы на нашем приборе APPA 133 выберем режим переменного тока А~ обхватим один провод. Выбор диапазона измерения в APPA 133 автоматический, в других приборах возможно необходимо выбрать диапазон. Если размещать проводник не перпендикулярно или не по рискам, то погрешность показаний увеличивается до 3 %.

Для измерения броскового переменного тока необходимо выбирать режим “inrush current”, например в случае измерения пускового тока электродвигателя. Для измерения макс мин тока выбираем соответствующий режим.При включенной печке максимальный ток 8,47 А.

Если обхватить сразу два провода, то токовые клещи покажут ноль, т.к. сумма токов двух проводников с разной полярностью равна нулю.

Если показания прибора не ноль, то имеется ток утечки или значение находится в пределах погрешности прибора. При измерении нескольких проводов одновременно значение тока будет суммой токов всех проводов.

Утечка тока может проявиться например, если вода из крана бьет током, нужно проверить ток утечки электрического бойлера.

Измерение напряжения

Для измерения постоянного и переменного напряжения выставим переключатель на V. Наш прибор имеет автоматический выбор диапазона, а так же позволяет измерять частоту. Переключать между режимами необходимо при отсоединенных проводах. У APPA 133 имеется защита от высокого напряжения более 1000 В.

Видим напряжение 221,1 В, частота 49,97 Гц.

При включенной печке видим что напряжение упало до 211,1 В, частота не изменилась. Произошло это из-за того что сечения проводов не хватает на мощность печки, что вызывает перегрузку и нагрев проводов. Необходимо поменять провода на более толстого сечения.

 

Измерение потребляемой мощности

Полная мощность (В*А) равна квадратному корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. Реактивная мощность (Вар) равна произведению напряжения и тока, умноженному на синус угла сдвига фаз  между ними. Если нет потребителей с реактивной мощностью (двигатели, трансформаторы), то полная мощность нагрузки будет равна активной.

 Активная мощность вычисляется в приборе по формуле произведение напряжения на ток. Если прибор не позволяет измерять мощность, то полученный ток умножим на 220 В и получим мощность нагрузки. Для измерение активной мощности с помощью APPA 133 переводим переключатель W~. Переключать между режимами необходимо при отсоединенных проводах.

Вставляем щупы в розетку и обхватываем проводник.

Активная мощность потребления компьютера 28 Вт, а при включенной печке потребляемая мощность повысилась до 1728 Вт (~=211,1 В * 8,47 А). В APPA 133 так же можно измерить коэффициент мощности, отрицательное значение говорит о емкостном характере нагрузки (ток опережает напряжение), положительное значение говорит о индуктивном характере нагрузки (ток отстает от напряжения).

Выбрать токовые клещи можете в каталоге.

Источник: https://deomera.ru/stati/kak-polzovatsya-tokoizmeritelnyimi-kleshhami

Как пользоваться измерительными клещами

Получить значение основных электрических параметров можно с помощью определенных приборов. Одним из таких устройств являются специальные клещи, позволяющие снимать показатели без разрыва цепи.

Данные «умные» приборы очень часто используются, так как позволяют получать несколько видов параметров. Приобрести измерительные клещи можно практически в любом специализированном магазине, где также сразу можно получить консультацию к их применению.

Основные характеристики

Измерительные клещи представляют собой специальный механизм, позволяющий определить силу переменного тока без разрыва основной цепи.

Состоит данное изделие из нескольких основных компонентов:

  • магнитопроводов, которые могут определенным образом открываться и смыкаться;
  • переключателя диапазонов;
  • дисплея;
  • выходных разъемов для щупов;
  • кнопки фиксации токовых измерений.

Измеряющие клещи можно также применять в качестве обычного мультиметра, что делает их конструкцию универсальной. На каждом виде устройства должно быть указано категорию безопасности и величину максимально измеряемого тока.

Существует несколько видов клещей, что позволяет использовать их в определенных сетях.

Проведение измерений

Работа с измерительными клещами не представляет особой сложности, но требует выполнения основных правил безопасности. Перед тем как приступать, обязательно следует надеть защитные перчатки и обувь, а под ноги постелить диэлектрический коврик.

Процесс измерения состоит из нескольких этапов:

  1. Сначала следует установить определенный диапазон измерения. Он зависит от того в какой сети вы работаете и какие параметры планируете получать. Более подробно об этом можно узнать в инструкции производителя.
  2. Затем, нажав специальную кнопку, открываем магнитопроводы и обхватываем ими один проводник. Выполнять замеры можно для постоянного и переменного тока (все зависит от модели устройства).
  3. После этого располагаем клещи перпендикулярно проводу и снимаем показатели с экрана.

Если вы попытаетесь замерять, таким образом, показания проводки от розетки, тогда вы должны увидеть 0. Этот показателя правильный, так как токи фазного и нулевого проводников аннулируют друг друга.

Если же вы увидели другое значение, то это указывает на утечку.

Измерять таким способом можно даже относительно малые показатели, что очень практично.

Нюансы использования токоизмерительных клещей можно узнать из этого видео:

Источник: http://postroyka.org/kak-polzovatsya-izmeritelnyimi-kleshhami/

Как плоскогубцы работают как рычаг?

Плоскогубцы, как следует из названия, состоят из двух рычагов, работающих вместе, чтобы дать пользователю более плотный захват, чем при использовании голыми руками. Понимание того, как эти рычаги функционируют и взаимодействуют, может помочь в детском научном проекте или просто помочь рабочему понять инструменты своего дела.

Простые машины

Рычаг — одна из шести простых машин, из которых построены все остальные машины. Остальные пять простых машин — это колесо и ось, шкив, наклонная плоскость, клин и винт.Простые машины объединяются в сложные машины. Например, если вы прикрепите рычаг к колесу и оси, а затем поставите сверху контейнер, вы построили тачку.

Детали рычага

Рычаг состоит из четырех частей: нагрузки, точки опоры, усилия и самого рычага. Нагрузка — это точка, которая оказывает силу на объект, которым манипулирует рычаг, например, на корзину тачки. Точка опоры — это точка поворота рычага, например, центр качелей.Усилие — это точка, в которой человек или машина воздействуют на рычаг, например на рукоятку лома. Рычаг — это конструкция, соединяющая три другие части.

Классы рычага

Существует три различных класса рычага. У первоклассного рычага есть точка опоры между нагрузкой и усилием. У рычага второго класса нагрузка находится между усилием и точкой опоры. У рычага третьего класса есть усилие между грузом и точкой опоры. Качели — это пример первоклассного рычага.Тачка — пример рычага второго сорта. Удочка — это пример рычага третьего класса.

Рычаги в плоскогубцах

Плоскогубцы состоят из двух рычагов, работающих в противоположных направлениях. Нагрузка на эти рычаги — это точка захвата плоскогубцев. Усилие прилагается к ручкам, в точке, где пользователь сжимает плоскогубцы. Точка опоры находится у гайки, где вращаются плоскогубцы. Поскольку точка опоры находится между нагрузкой и усилием, оба рычага являются первоклассными рычагами.

Как работают рычаги

Когда вы прикладываете силу к усилию одного из рычагов в паре плоскогубцев, это усилие умножается в несколько раз, прежде чем оно будет приложено к нагрузке. Точка опоры меняет направление силы при повороте. Когда вы сжимаете плоскогубцы, оба рычага действуют одновременно в противоположных направлениях и по направлению друг к другу. Все, что находится между точками нагрузки на этих рычагах, будет сжато в несколько раз сильнее, чем вы прикладываете к рукояткам плоскогубцев.

Как измерить ток с помощью клещей

Этапы измерения переменного или постоянного тока с помощью клещей клещей:

Этапы предварительного измерения (во избежание поражения электрическим током или травм):

  • Отключите измерительные щупы от метр.
  • Держите пальцы за тактильным барьером на лицевой стороне счетчика.
  1. Поверните циферблат на правильную функцию: переменный ток или постоянный ток. Вы должны увидеть значок челюсти () на дисплее, указывающий на то, что измерение производится с челюсти.
  2. Примечание: Когда измеренный ток <0,5 А, центральная точка на значке дисплея () будет мигать, загораясь и гаснув. Когда ток> 0,5 А, центральная точка будет гореть постоянно.
  3. Перед измерением постоянного тока (если ваш измеритель оборудован для этого): Подождите, пока дисплей стабилизируется, затем нажмите кнопку «Ноль», чтобы обеспечить правильные показания. Обнуление измерителя удаляет смещение постоянного тока из показаний. Функция обнуления работает только тогда, когда шкала установлена ​​в положение измерения постоянного тока.
  4. Примечание. Перед обнулением счетчика убедитесь, что зажимы закрыты и внутри зажима нет проводника.
  5. Нажмите на уровень освобождения губок, откройте губки и вставьте проводник для измерения внутрь губок.
  6. Закройте челюсть; отцентрируйте проводник, используя установочные метки на зажиме.
  7. Просмотрите показания на дисплее.

Для измерения переменного тока с помощью гибкого токового пробника:

Действия перед предварительным измерением (во избежание поражения электрическим током или травмы):

  • Не прикладывайте гибкий зонд и не снимайте его с , опасные проводники под напряжением.Будьте особенно осторожны при установке и снятии гибкого зонда.
  • Обесточьте проверяемую установку или наденьте подходящую защитную одежду.
  1. Подсоедините гибкий токовый пробник к измерителю. См. Иллюстрацию выше.
  2. Подсоедините гибкую трубку зонда к проводнику. Если вы открываете конец гибкого зонда для подключения, обязательно закройте и защелкните его. Вы должны слышать и чувствовать, как датчик встал на место.
    • Примечание. При измерении тока центрируйте провод в гибком токовом щупе.По возможности избегайте измерения рядом с другими токоведущими проводниками.
  3. Держите муфту зонда на расстоянии более 1 дюйма (2,5 см) от проводника.
  4. Поверните циферблат к значку. Когда шкала находится в правильном положении, на дисплее отображается, что означает, что показания получены с гибкого зонда.
    • Примечание. Когда измеренный ток <0,5 А, центральная точка на значке дисплея () будет мигать, загораясь и гаснув. При токе> 0,5 А центральная точка будет гореть постоянно.
  5. Просмотрите текущее значение на дисплее.

Если гибкий зонд не работает должным образом:

  1. Осмотрите систему муфты, чтобы убедиться, что она правильно подключена и закрыта, а также на предмет повреждений. Если присутствует посторонний материал, система муфты не закроется должным образом.
  2. Осмотрите кабель между датчиком и измерителем на предмет повреждений.
  3. Убедитесь, что шкала находится в правильном положении ().
Найдите подходящие клещи

Измерение нагрузки в линейных направляющих для станков

2.2. Измерение деформации из-за контактных напряжений

При измерении напряжений, непосредственно связанных с зоной контакта, применяемый принцип датчика должен удовлетворять двум основным требованиям: высокому коэффициенту k и высокой долговечности. Коэффициент k описывает, насколько сигнал датчика изменяется относительно деформации, то есть изменение размера, вызванное измеряемой силой, как в уравнении (1). Когда датчик помещается непосредственно в поток силы, он не должен требовать значительного напряжения для получения измеримых изменений сигнала, в противном случае линейная направляющая в целом выйдет за пределы своих технических характеристик.С другой стороны, напряжения вблизи контактного центра могут достигать высоких значений, что требует наличия самого прочного датчика, а также надежного соединения со стальной подложкой, в противном случае, например, может произойти расслоение. Принимая это во внимание, было выбрано покрытие DiaForce ® , разработанное Институтом технологий поверхностей им. Фраунгофера. Подобный датчик уже успешно применялся в [25]. Там он использовался на штифте с двойной гайкой для контроля предварительного натяга. Датчик не использовался для определения текущей нагрузки или близости к контакту тел качения, как в этой работе.Датчик основан на слое аморфного углерода с высоким коэффициентом гибридизации sp3 / sp2, обычно называемом алмазоподобным углеродом (DLC), который, как известно, проявляет значительное пьезорезистивное поведение. Точный k-фактор зависит от параметров покрытия и может достигать значений до 1200 [26,27]. Для расчета механического напряжения по электрическому сопротивлению требуются калибровочные данные элементов в отношении пьезорезистивного эффекта и температурной зависимости. Происхождение пьезорезистивного эффекта до конца не изучено, но может быть приблизительно определено, чтобы привести к линейной зависимости сопротивления R от деформации ε.Кроме того, зависимость сопротивления от температуры T следует поведению Аррениуса. Обе зависимости показаны в [28], что дает следующие параметрические уравнения для процесса калибровки:

R (ε) = R0 (1 + kε) R (T) = R0eB (1T − 1T0),

(1)

где R0 — эталонное сопротивление при отсутствии (внешней) деформации при эталонной температуре T0, k — калибровочный коэффициент, а B — коэффициент, описывающий температурную зависимость.Ref. [28] также заявляет о независимости калибровочного коэффициента от температуры, по крайней мере, в диапазоне 23 C <90 · 109 T <60 ∘C. Покрытия DLC уже были изучены для использования в подшипниках, например, в [29], а подробный обзор их трибологических свойств можно найти в [30].

Роликовые каретки, производимые Bosch Rexroth, имеют особенность — стальную вставку. Это часть закаленной подшипниковой стали, используемой для реальной дорожки качения, приклеенная к корпусу каретки, как показано на рисунке а.Было выбрано нанесение покрытия на тыльную сторону, то есть сторону, обращенную к каретке, как показано на b.

( a ) Положение стальных вставок (красный) под телами качения (синий) внутри блока роликовых направляющих, изображение из [17] (изменено). ( b ) Эскиз положения датчика на стальной вставке (красный).

На задней стороне датчики все еще находились близко к зонам контакта с ранее описанными преимуществами для оценки нагрузки, но подвержены более умеренным уровням напряжения (пиковые эквивалентные напряжения по фон-Мизесу прибл.только половина из тех, которые находятся в прямом контакте согласно моделированию FEM), стремясь к большей прочности и долговечности сенсорной системы.

2.2.1. Аналитический расчет напряжений

Механические напряжения, вызванные нагрузкой на каретку, зависят от множества факторов, например, от точной геометрии кареток. Поэтому аналитический вывод полной модели был бы слишком сложным для практических приложений, что сделало бы численные МКЭ более привлекательными. В любом случае, аналитическое решение может быть получено для очень упрощенного случая, которое по-прежнему полезно для общего анализа проблемы, показывая зависимости механического напряжения, т.е.е. также сигналы датчика о прилагаемой силе и относительном положении тел качения. Позднее данные датчика все еще сравнивались с данными моделирования методом конечных элементов.

Общая процедура, описанная ниже, в значительной степени основана на работе для одного тела / слоя в [31], расширяя ее за счет использования совместных граничных условий для моделирования нескольких связанных тел, кратко упомянутых в [32]. Таким образом, стальную вставку можно смоделировать так, чтобы она опиралась на упругое тело (то есть на каретку), которая, в свою очередь, для простоты опирается на жесткое основание.В действительности система линейных направляющих деформируется при приложении нагрузки. Это противоречит предположению о твердом основании. Поднесение датчика к телам качения должно уменьшить такие эффекты. Справедливость этих предположений будет проверена путем сравнения аналитических результатов с данными МКЭ, полученными из более реалистичной модели. Для упрощенного случая предполагалась одиночная бесконечно длинная стальная вставка, к которой прикладывается периодическая нагрузка, то есть бесконечно много цилиндрических тел качения, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга.Кроме того, проблема была сведена к двумерной, если предположить, что элементы качения и стальная вставка имеют бесконечно большую ширину, а напряжения постоянны вдоль этой оси. Отрезок задачи обрисован в соответствующей системе координат. На оси x элементы будут появляться периодически до бесконечности.

Эскиз упрощенной двумерной модели элемента качения для аналитической оценки.

Необходимо определить 8 граничных условий.Граничные условия тяги были выбраны таким образом, чтобы напряжения сдвига σxy были равны 0 на всех поверхностях раздела тел. Смещение uy в направлении y было принудительно равно 0 при y = −h жестким фундаментом. Смещение, а также напряжение σy в y-направлении были смоделированы таким образом, чтобы они идеально передавались между двумя телами, т. Е. Были установлены равными. Напряжения в контакте с телами качения задавались в соответствии с моделью, выбранной для зоны контакта, что приводило к профилю давления p (x). Для упрощения профиль давления, прикладываемого отдельными телами качения, был смоделирован так, чтобы он равномерно распределялся по ширине контакта.Он представляет собой периодический прямоугольный импульс, ширина которого определяется из классической теории контакта [16] как b = 28Frea (1 − ν2) πEl, где Fre — сила нагрузки на элемент качения, a — радиус тел качения, ν — коэффициент Пуассона, E — модуль Юнга и l — реальная длина тел качения. Это приводит к более удобным выражениям в области Фурье, чем исходное полукруглое распределение давления, особенно упрощая этап обратного преобразования.Тогда давление p (x) определяется как

pb (x) = ηx + b2 − ηx − b2Frebl = ηx + b2 − ηx − b2p0

(2)

p (x) = ∑k = −∞∞pb (x − 2ka),

( 3)

где η — ступенчатая функция Хевисайда.

Затем задача решается с помощью преобразования Фурье профиля давления и основных уравнений Навье-Ламе и решения для смещения u , ведущего вместе с граничными условиями к системе уравнений, линейной по определяемым коэффициентам ( снова см. [31] для вывода для одного тела):

ux, 1 (x, y) = A11 + (A11 − iA21) syκesy + B11− (B11 + iB21) syκe − syuy, 1 (x, y ) = A21− (A21 + iA11) syκesy + B21 + (B21 − iB11) syκe − syux, 2 (x, y) = A31 + (A31 − iA41) syκesy + B31− (B31 + iB41) syκe − syuy, 2 (x , y) = A41− (A41 + iA31) syκesy + B41 + (B41 − iB31) syκe − sy

(4)

относящиеся к деформациям ε и напряжениям σ через

εx = ∂ux∂x, εy = ∂uy∂y, εxy = 12∂ux∂y + ∂uy∂xox = λ (εx + εy) + 2μεx, λ (εy + εx ) + 2μεy, σxy = 2μεxy

(5)

Затем решение переносится обратно в пространственную область.Выполнив все эти шаги, можно получить последовательное представление напряжений в пространственной области как (здесь только нормальные напряжения):

σx (x, y) = ∑k = −∞∞σx, k (x, y), σy (x, y) = ∑k = −∞∞σy, k (x, y),

(6)

с участием

σx, k (x, −hm) = 1τsinπbk2ap0cosπkxa ((λ + μ) (2ν − 1) (πka (ρ + ϕ) + a2ψ) + πkμhm (4πkαβ2 ((hm − h) (β2 + 1))) + 2aβ2 (β2 + α (β2 − α − 1)))) σy, k (x, −hm) = 1τsinπbk2ap0cosπkxa ((λ + μ) (2ν − 1) (πka (ρ + ϕ) + a2ψ) + πkμhm (4πkαβ2 ((- hm + h) (β2 + 1)) + 2aβ2 (−β2 + α (−β2 + α + 1)))),

(7)

где

α = e2πhkaβ = eπhmkaϕ = h (−4αβ4 + 4αβ2) ψ = β6 − β4 − α2β2 + αρ = (β6 + 2αβ4 − β4 + α2β2−2αβ2 − α2) hmτ = μπβk (2π2k2 (hm + 2αβ2 + α2) −4hαβ2)) + 2πka (hm (α (β4 − α − 1) + β4) + hα (−β4 + 1)) + 2α (β2 (β2 (α + 1) −α2−2α − 1 ) + α2 + α)),

(8)

где λ и μ — постоянные Ламе.Формулы в уравнении (7) описывают только напряжения при y = −hm, то есть в месте расположения датчиков. Это сделано для компактности формул на данном этапе, но, конечно, напряжения на разной глубине также могут быть рассчитаны одним и тем же методом. Можно показать, что в нашем случае наличия «толстого» слоя / стального вкладыша, т. Е. С высотой hm по порядку величины периодичности a профиля давления, части более высокого порядка (| k |> 2 ) сигнала быстро исчезают и, таким образом, им можно пренебречь при y → −hm.Затем сигнал датчика при определенном относительном положении тел качения может быть получен путем интегрирования по длине датчика в направлении x при y = -hm, то есть определением эквивалентного механического напряжения. Это напряжение проявляется в измерении сопротивления через пьезорезистивный эффект. Результаты в значительной степени соответствуют результатам моделирования МКЭ, как это видно на рис. В данных МКЭ σy существует только смещение напряжений в направлении оси y, которого нет в аналитическом решении упрощенной задачи.Смещение происходит из-за конечных размеров стальной вставки в реальной задаче / FEM. Без приложения крутящего момента это среднее напряжение σavg представляет собой нагрузку на дорожку качения, деленную на площадь стальной вставки. В этом отношении аналитические результаты очень близки к результатам МКЭ. Член sin (πbk2a) p0 предсказывает, в соответствии с результатами МКЭ, близкое к линейному масштабированию напряжения с приложенной силой для b≪a. Из-за преобладания участков | k | = 1 напряжения также последовательно следуют за почти синусоидальной волной в направлении x с периодом 2a, т.е.е. расстояние и диаметр тел качения. Модель в расширенном виде также может использоваться для анализа влияния свойств материала и связи сенсорного слоя и любого дополнительного слоя, например, тонкого слоя клея под стальной вставкой, снова применяя граничные условия соединения.

Сравнение напряжений, определенных аналитически и с помощью моделирования методом конечных элементов (МКЭ).

Ожидаемые сигналы датчика могут быть затем рассчитаны из соотношения деформация-сопротивление в уравнении (1) (легко переносимого на соотношение «напряжение-сопротивление», предполагающего изотропность свойств материала) и соответствующих данных калибровки для k и R0.Формулирование зависимости напряжения было выбрано так, как при настройке калибровки, получение напряжения было более простым, чем для деформации. До сих пор было показано, что результаты, полученные с помощью МКЭ, и упрощенное аналитическое описание в значительной степени соответствуют друг другу. Это означает, что предположение о том, что фундамент является твердым телом, достаточно хорошо для модели для получения полезных результатов в этой настройке. Далее данные измерений будут сравниваться с данными МКЭ. Соответствие МКЭ и измеренным данным также будет означать достоверность аналитического вывода.

2.2.2. Измерительная установка

Для оценки характеристик датчика и проверки соответствия моделям МКЭ и аналитическим расчетам на блоки бегунов была нанесена перпендикулярная одноосная нагрузка, изменяющаяся от 0 кН до 100 кН. Нагрузка регистрировалась с помощью тензодатчика на основе тензодатчика. Этот датчик регулярно калибровался и проверялся для обеспечения минимальной точности ± 1 кН во всем диапазоне измерений. Схематично механическая установка.

Эскиз механической измерительной установки.Графика блока бегуна из [17].

Так как сигнал датчика зависит от относительного положения роликов относительно отдельных датчиков, каретка перемещалась на 1 мм между циклами нагрузки, что приводило к смещению роликов на 0,5 мм. Расстояние 12 мм было пройдено за 13 повторов. Чтобы получить больше данных за один тестовый запуск и упростить механическую настройку, две каретки на двух рельсовых направляющих, прикрученные вместе на их основаниях, были загружены одновременно. Это приводит к тому, что всего четыре дорожки качения находятся в потоке сил.

Для оценки сопротивления чувствительного элемента x использовался шунтирующий резистор Rpre, x (температурный коэффициент сопротивления 50 ppmK) для создания делителя напряжения. Схема питалась напряжением ULDO = 5 В, подаваемым стабилизатором постоянного напряжения с малым падением напряжения (LDO). Напряжение Um, x на сопротивлении Rm, x затем подавалось в буфер и регистрировалось с частотой дискретизации 1 кГц. Вся схема изображена на. Каждый чувствительный элемент имеет выделенный шунтирующий резистор и буферный элемент, но все они питались от одного источника напряжения.Поскольку в рамках данной статьи рассматриваются только почти стационарные случаи (медленная скорость изменения приложенной силы в неподвижном состоянии, dFdt <5 кН / с и медленная скорость v <50 мм в движении), только с учетом действительная часть сигнала, т. е. возможно игнорирование, например, паразитных емкостей.

Электрическая цепь, используемая для оценки сопротивления датчика.

Чтобы можно было рассчитать эквивалентное механическое напряжение по электрическому сопротивлению датчиков, элементы датчика были предоставлены вместе с данными калибровки.Это реакция датчика на прямую перпендикулярную нагрузку, равномерно приложенную к области датчика. Результатом являются два параметра: смещение и наклон для каждого датчика для линейной аппроксимации. Температурную зависимость можно описать экспоненциальной кривой, используя еще два параметра калибровки для каждого датчика (см. Уравнение (1)).

2.2.3. Перекрестная чувствительность

Как и следовало ожидать из литературы [24], датчики демонстрируют высокую температурную зависимость. Кроме того, из-за аморфной природы сенсоров в микромасштабе макроскопически наблюдаемый пьезорезистивный эффект в значительной степени изотропен, как также показано в [33].Следовательно, датчик чувствителен не только к деформации, непосредственно связанной с нагрузкой, создаваемой телами качения, но также и к деформации каретки или, точнее, стальной вставки. Деформация каретки зависит от дополнительных внешних факторов, например, от того, как на ней установлена ​​движущаяся часть машины. Решение в пользу этого метода измерения было основано на предположительной независимости таких факторов, что потребовало бы другого уровня абстракции для компенсации. Необходимо найти способ избавиться от этих стрессов.Наконец, когда элементы качения проходят над датчиками, полученный сигнал сильно зависит от относительного положения роликов относительно отдельных датчиков (см. Уравнение (7)). Чтобы измерить фактическую нагрузку, необходимо также оценить положение ролика по сигналам датчиков.

Чувствительность местоположения ролика, если можно надежно определить это местоположение, может использоваться для компенсации большей части как температурной зависимости, так и перекрестной чувствительности, если разница между двумя соседними датчиками используется вместо одного.Для этого датчики должны быть достаточно маленькими, чтобы положение ролика оказывало достаточное влияние, то есть они должны находиться в приблизительном диапазоне размеров ролика. Пары тоже должны быть очень близки. Если это задано, любая температура будет иметь почти такое же влияние на соседние датчики, как и любое напряжение, вызванное глобальной деформацией каретки. В случае прототипа размер датчика составлял 0,5 мм × 2 мм, при этом размах 2 мм был в направлении движения ролика, диаметр ролика составлял 5 мм.Компенсация может быть достигнута путем численного расчета разности сигналов пары датчиков и использования этого разностного сигнала для дальнейших расчетов. В качестве альтернативы пара датчиков уже может быть электрически соединена для образования мостовой схемы. Для большей гибкости в прототипе была выбрана числовая разница. В обоих случаях эффект сравним с тем, что используется в обычных мостовых тензодатчиках. Поскольку датчики для этого не подгоняются, а подгонка под нагрузкой маловероятна, датчики различаются по своим параметрам.Таким образом, полной компенсации этим методом добиться не удалось. Тем не менее, влияние значительно снижается: для подтверждения необходимо измерить снижение этих паразитных напряжений, чего трудно достичь напрямую, поскольку оно накладывается на фактический сигнал, связанный с телом качения, на нагруженных дорожках качения. При нагружении двух дорожек качения каретки с перпендикулярной силой на них, оставшиеся две разгружаются. Блоки каретки были предварительно нагружены для улучшения механических характеристик, что означает, что дорожки качения, которые не находились в потоке сил, были разгружены после приложения определенной силы, которая здесь и далее называется точкой отрыва предварительного натяга.При более высоких усилиях датчики не могут измерить напряжение, исходящее от роликов, что позволяет использовать ненагруженные дорожки качения для оценки характеристик компенсации перекрестной чувствительности. Результаты показаны на фигуре, отображающей скорость изменения эквивалентного напряжения по отношению к внешней нагрузке в точке максимальной чувствительности относительно положения тела качения.

Среднее изменение величины сигналов датчиков ± одно стандартное отклонение на ненагруженных дорожках качения для отдельных датчиков и разность сигналов между соседними датчиками при внешней нагрузке после подъема предварительной нагрузки.

Сопротивление чувствительных элементов было преобразовано в эквивалентное напряжение с использованием линейной калибровочной кривой, полученной путем прямой перпендикулярной нагрузки на поверхность. Затем были рассчитаны среднее значение и стандартное отклонение для всех датчиков на обоих каретках, каждый из которых имел четыре дорожки качения с тремя областями датчика. Отсутствие чувствительности к напряжениям, не связанным с телом качения, то есть в идеальном случае, означает скорость изменения 0 МПакН. По хорошей компенсации можно легко увидеть приближение разностного сигнала.Средняя скорость изменения по всем оцененным точкам нагрузки снизилась с прибл. От 0,214 МПакН до прибл. 0,028 МПакН, что соответствует снижению прибл. 86,9%. Кроме того, увеличенная амплитуда разностного сигнала, как показано на, дополнительно увеличивает отношение полезного сигнала к нежелательной перекрестной чувствительности.

Сравнение величин сигналов датчиков для одиночных датчиков и разностного сигнала.

показывает характеристики температурной компенсации, достигаемой за счет использования разностных сигналов.

Среднее снижение температурной чувствительности за счет использования разностных сигналов, ± одно стандартное отклонение. Из данных калибровки.

Числа получены непосредственно из данных калибровки для экспоненциальной зависимости от температуры. Огромное преобладание сигнала, зависящего от температуры, по сравнению с сигналом, зависящим от нагрузки, сделало компенсацию измерением температуры практически невозможной даже при небольших ошибках. Линеаризованная зависимость средней температуры от 20 ° C до 80 ° C прибл.−3,31 кОм∘C с использованием разностного сигнала по сравнению с прибл. −38,9 кОм∘C при использовании одиночных датчиков может быть достигнуто. Это снижение температурной чувствительности прибл. 92,5% обещают значительно улучшенные результаты коррекции.

2.2.4. Размах разностного сигнала

Показано, что использование разностного сигнала пары датчиков приводит к значительному снижению паразитных влияний. показывает размах сигнала отдельных датчиков и разностные сигналы. Отображается среднее ± одно стандартное отклонение данных, полученных от датчиков на обоих каретках.Каждый кареток имеет две дорожки качения в потоке силы с тремя сенсорными участками на каждой.

Видно, что достижимая величина сигнала почти удваивается, поскольку сигналы датчика меняются в положительном и отрицательном направлении. Это прямой результат изотропии пьезорезистивного эффекта и трехмерной нагрузки, создаваемой контактом роликов. Контакт создает как отрицательные, так и положительные напряжения в различных размерах, величина которых периодически меняется в зависимости от частоты роликов, проходящих через датчик.Поскольку длина датчика близка к половине диаметра ролика, это приводит к улучшенному размаху сигнала при измерении разницы между двумя соседними датчиками. Недостатком является увеличение шума с коэффициентом 2 в его стандартном отклонении, предполагая аддитивный, независимый, нормально распределенный, нулевой средний шум равной величины (стандартное отклонение) на всех датчиках из-за вычитания двух зашумленных сигналов.

2.2.5. Сравнение с моделированием

Чтобы доказать, что предложенный принцип измерения может быть успешно применен, необходимо показать, что полученный сигнал действительно исходит от контакта тел качения.Ожидаемые напряжения уже были описаны аналитически, и показано соответствие результатам МКЭ. Если экспериментальные результаты согласуются с результатами МКЭ и, следовательно, с аналитической моделью, метод измерения успешно применяется. При моделировании деформация была получена для стальной вставки без покрытия, предполагая незначительное влияние на общий механический отклик. Во время калибровки предполагается однонаправленная деформация, перпендикулярная нормали к поверхности. Точное соотношение между смоделированным и измеренным сигналом может зависеть от e.g., отклонения в свойствах материала. Таким образом, нижеследующее предназначено для демонстрации согласия по форме, то есть с точностью до коэффициента пропорциональности.

Сигнал, когда каретка находится в движении, отображается в, при внешней нагрузке прибл. 50 кН. Здесь сигнал записывался ок. 100 мм, до прибл. 10 повторов. Изображена суперпозиция после преобразования в механическое напряжение с помощью данных калибровки и нормализации. Измеренный разностный сигнал фактически показал отклонение от среднего значения 0 МПа, что, вероятно, указывает на небольшую ошибку в данных калибровки.Это можно легко компенсировать и в реальном приложении, как это было сделано для.

Смоделированный и измеренный разностный сигнал при 50 кН с подвижной кареткой на 100 мм.

показывает смоделированные и измеренные колебания разностного сигнала при различных внешних нагрузках (смоделированные: 0, 0,1 ° C, 0,25 ° C, 0,5 ° C, C, где C — максимальная заданная нагрузка). Размах сигнала принимается как разница между минимумом и максимумом при движении тел качения над датчиками. Для измеренного сигнала указывается среднее значение и одно стандартное отклонение (выборка из двух пар датчиков на двух стальных вставках с тремя повторениями).Как для моделирования, так и для измерений реакция сенсора в основном линейна относительно. к внешней силе и в целом демонстрируют отличное согласие.

Смоделированная и измеренная амплитуда разностного сигнала при различных нагрузках, отображающая одно стандартное отклонение для данных измерений.

Сигнал в движении является мерой пространственного согласования моделирования и измерений, то есть распределения деформаций под телом качения, демонстрирующего отличное согласование. Следует отметить, что расстояние тел качения при моделировании методом конечных элементов составляло 5.3 мм (т.е. на 0 мм больше минимального расстояния). Дополнительный шум вносится в измерения из-за небольшого изменения расстояния между телами качения.

2.2.6. Оценка местоположения роликов

Хотя измерение деформации, непосредственно создаваемой телами качения, может быть выгодным, поскольку оно находится близко к точке передачи нагрузки, оно также создает проблему зависимости сигнала от относительного положения тел качения, хотя это также можно использовать. для коррекции сигнала, как показано выше.Чтобы продемонстрировать реальную практическую применимость принципа измерения нагрузки, был разработан алгоритм оценки положения роликов и силы, действующей на каретку. Задача состоит в том, чтобы оценить силу при неопределенности положения ролика для двух роликов только по двум разностным сигналам на стальную вставку. Это явно приводит к недоопределенной и нелинейной системе уравнений. Для оценки каждой стальной вставки, чтобы справиться с нелинейностями, использовался фильтр твердых частиц.Этот фильтр производит статистическую оценку в трехмерном пространстве состояний. Эти две оценки, по одной на стальную вставку в потоке силы, затем принимаются как псевдоизмерения для наложенного фильтра Калмана. Затем оценка фильтра Калмана передается обратно в исследование или прогнозирование пространства состояний, часть локальных фильтров частиц. Таким образом реализуется объединение датчиков по четырем разностным сигналам. Точная реализация выходит за рамки данной статьи, принцип работы показан на.Для отображения измерений в пространстве состояний может использоваться либо феноменологическая функция, либо функция, основанная на разделе 2.2.1.

Блок-схема используемой системы оценки для базового объединения датчиков и оценки нагрузки.

Для проверки производительности алгоритма в алгоритм были предоставлены данные датчиков из девяти различных положений кареток, расположенных на расстоянии 1 мм друг от друга, снова с увеличением нагрузки от 0 до 100 кН. Измерения повторяли трижды. Поскольку поведение для данной позиции почти линейно, оцененные наклоны сравнивались с аппроксимацией методом наименьших квадратов (LLS) (т.е., практически известное положение), результат изображен на. Также относительное перемещение каретки может быть извлечено из расчетного положения одного из тел качения, которое показано на.

Производительность оценки наклона.

Оценка местоположения.

Обе оценки дали довольно точные результаты, с некоторыми отклонениями, например, в позиции 7. Принимая во внимание лежащую в основе сложную задачу оценки, как описано выше, это указывает на реальную применимость технологии даже для более сложных и динамических ситуаций нагрузки, если Схема датчика и алгоритм доработаны.

2.2.7. Оставшаяся неидеальность: гистерезис

Оставшаяся неидеальность является гистерезисной в том смысле, что сигналы датчиков значительно различаются при увеличении или уменьшении внешней нагрузки на каретку. Величина гистерезиса, т. Е. Максимальная разница между сигналом датчика при увеличении и уменьшении нагрузки, оказалась сильно коррелированной с колебанием сигнала, зависящим от ролика (коэффициент корреляции Пирсона приблизительно 0,97), как видно на рис. Эта взаимосвязь открывает возможность прогнозирования обеих величин с помощью одного оценщика в более поздних приложениях, где положение тел качения сначала неизвестно.

Корреляция ошибки гистерезиса с сигналом качания двух пар датчиков в 13 различных положениях роликов.

Гистерезис такой величины определенно должен быть компенсирован либо, если возможно, модификацией схемы датчика, либо подходами, основанными на программном обеспечении. Для обоих необходимо исследование точной природы и, в идеале, происхождения гистерезиса.

Как измерить ток с помощью осциллографа

Проблема с осциллографами

Осциллограф позволяет вам посмотреть, как напряжение между двумя точками изменяется во времени.Построив график зависимости этого напряжения от времени, вы получите графическое представление вашего сигнала. Если вы хотите узнать больше о том, как осциллографы выполняют эту функцию, мы рекомендуем сначала ознакомиться с этой статьей.

Первым измерительным инструментом инженера-электрика часто является мультиметр, который может измерять несколько параметров, например напряжение, ток и сопротивление. Мультиметр обычно показывает среднее значение с течением времени и, как результат, не может отображать быстро меняющиеся импульсы или повторяющиеся сигналы.Вот тут-то и пригодится осциллограф.

С другой стороны, многие мультиметры способны измерять ток, чего не может сделать осциллограф. Итак, как нам измерить ток в системе, которая быстро меняется? Прежде всего, зачем нам это делать?

Допустим, вы собираете следующий смартфон и хотите выяснить, на сколько хватит заряда аккумулятора. Смартфоны могут включать и выключать функции только при необходимости, например, передачу на вышку сотовой связи через определенные промежутки времени.Если бы вы измерили ток, протекающий от батареи к остальной части телефона, вы бы увидели, что ток все время быстро меняется. Вы не сможете получить последовательное чтение!

Рисунок 1: Измерение потребления тока смартфоном

Здесь может помочь осциллограф. Если бы вы могли измерить потребление тока по мере его изменения со временем, вы могли бы получить график, как на рисунке 1. В результате вы могли бы начать вычислять, на сколько хватит заряда вашей батареи.

Измерение потребляемого тока в реальном времени (в отличие от среднего) может помочь вам определить характеристики энергопотребления вашего устройства или отладить потенциальные проблемы. Например, ваш процессор может потреблять большой ток при запуске, и вам понадобится осциллограф, чтобы увидеть этот скачок.

Самый простой и распространенный метод измерения полного тока, протекающего в нагрузке, — это использование шунтирующего резистора. Это достигается путем размещения резистора низкого номинала на линии питания (или обратной линии).

Рисунок 2: Схема шунтирующего резистора

В этом случае вашей нагрузкой будет ваша тестируемая цепь (например, ваш смартфон). Блок питания может быть чем-то вроде батареи или сетевого адаптера.

Если вы измеряете напряжение на резисторе, вы можете использовать закон Ома для расчета тока, протекающего в вашу нагрузку:

Мы просто изменим формулу для определения тока:

I = VRI = \ frac {V} {R } I = RV

Если мы знаем сопротивление и измеряем падение напряжения на резисторе, мы можем вычислить ток, протекающий через резистор, который совпадает с током, протекающим в остальной цепи в этот момент.

Например, предположим, что у нас есть шунтирующий резистор 0,1 Ом, и мы измеряем падение 0,03 В на нем с помощью нашего мультиметра:

I = 0,03 В 0,1 Ом = 0,3 AI = \ frac {0,03 В} {0,1 \ Omega} = 0,3 AI = 0,1 Ом 0,03 В = 0,3 А

Мы бы определили, что в этот конкретный момент 0,3 А поступало от источника питания к нашей нагрузке.

Шунтирующие резисторы (Rsh) часто имеют низкое сопротивление, чтобы не вызывать падение напряжения в цепи. Помните, что по мере увеличения тока, потребляемого вашей нагрузкой, также увеличивается падение напряжения на шунтирующем резисторе.Это может привести к падению напряжения, достаточному для отключения всей вашей системы!

Общие значения Rsh находятся в диапазоне от 0,01 до 0,1 Ом. Использование более высоких значений Rsh обеспечивает большую точность ваших измерений, но за счет увеличения падения напряжения на шине питания вашей нагрузки.

Другая вещь, о которой вы должны помнить, — это рассеиваемая мощность вашего шунтирующего резистора. Для большинства маломощных систем будет достаточно резистора на 1/4 Вт. Когда вы начнете потреблять больше тока, резистор начнет рассеивать больше мощности в виде тепла, что может повредить резистор (что приведет к отказу или, что еще хуже, к возгоранию).

Мощность постоянного тока рассчитывается как:

Это можно использовать в качестве наихудшего расчета ожидаемой мощности рассеяния Rsh. Из нашего предыдущего примера мы видим, что:

P = 0,03 В × 0,3 A = 0,009 WP = 0,03 В \ умножить на 0,3 A = 0,009 WP = 0,03 В × 0,3 A = 0,009 Вт

Даже крошечный 1/10 Вт или 1 В этом случае резистор мощностью / 8 Вт может работать как шунтирующий резистор. Однако предположим, что наша схема внезапно включает двигатель постоянного тока, и падение напряжения на Rsh увеличивается до 0,5 В. Мы бы вычислили ток как:

I = 0.5V0.1Ω = 5AI = \ frac {0.5 V} {0.1 \ Omega} = 5 AI = 0.1Ω0.5V = 5A

Теперь у нас есть ток 5 A в нашей цепи! Это довольно большой рост по сравнению с предыдущим. Теперь мы рассчитываем ожидаемое рассеивание мощности через наш резистор:

P = 0,5 В × 5 А = 2,5 Вт = 0,5 В \ умножить на 5 А = 2,5 Вт = 0,5 В × 5 А = 2,5 Вт

Теперь мы ожидаем, что шунтирующий резистор рассеивает 2,5 Вт мощности. Это было бы слишком много для большинства простых резисторов на 1/4 Вт. На этом этапе вам следует подумать об использовании резистора мощности 3+ Вт или переключении на более низкое значение для Rsh.

Урок заключается в следующем: выберите номинал шунтирующего резистора на основе ожидаемого тока, потребляемого вашей схемой. Выполнение нескольких быстрых вычислений не требует больших затрат, чтобы впоследствии избежать головной боли от повреждений вашей схемы!

Теперь, когда мы увидели, как выбрать значение Rsh и измерить ток, протекающий через него, давайте посмотрим, как мы можем настроить наш осциллограф для измерения тока. На первый взгляд, наша исходная схема (рис. 2) может показаться, что она будет работать хорошо.Использование резистора на положительной шине известно как шунтирующий резистор на стороне высокого напряжения . Однако есть небольшая проблема: зажим заземления на большинстве настольных осциллографов напрямую подключен к заземлению!

В этом видео представлен отличный обзор того, как зажим заземления осциллографа может привести к короткому замыканию источника питания в вашей цепи:

Если мы работаем с заземленной цепью и настольным осциллографом (который также правильно заземлен), то подключение зажим заземления по обе стороны от Rsh приведет к короткому замыканию.Нехорошо.

Один из вариантов — переместить резистор в обратный путь (известный как шунтирующий резистор нижнего плеча ) и подключить зажим заземления осциллографа к заземлению цепи.

Рисунок 3: Измерение напряжения на шунтирующем резисторе с помощью осциллографа

При такой настройке вам не придется беспокоиться о коротком замыкании источника питания. Однако возникает новая проблема: контур заземления. Ток может циркулировать по контуру заземления (от земли через нашу тестируемую цепь, через зажим заземления осциллографа, обратно на землю через осциллограф).

Рис. 4: Потенциальный контур заземления от измерительной цепи с осциллографом

Контуры заземления могут вызывать нежелательные помехи или шум в ваших измерениях или в вашей цепи. Эта статья отлично объясняет контуры заземления. Обратите внимание, что это реальная проблема только в том случае, если и осциллограф, и тестируемая цепь подключены к заземлению, как показано на рисунке 4.

Если ваш осциллограф или тестируемое устройство питается от батареи или изолирован от заземления, вы это делаете. не нужно беспокоиться об этой проблеме.Однако для большей безопасности лучший способ измерить падение напряжения на шунтирующем резисторе — это использовать установку с двумя пробниками, сконфигурированную как дифференциальную пару.

Для выполнения этого измерения вам потребуется 2 канала осциллографа. У большинства осциллографов зажимы заземления соединены вместе (вы можете подтвердить это с помощью мультиметра, если не уверены). В результате нам не нужно ни к чему подключать заземляющие зажимы.

Подключите наконечники пробников к любой стороне шунтирующего резистора.В этом примере мы предполагаем, что канал 1 имеет более высокий потенциал, чем канал 2. Хотя на рисунке 5 показан шунтирующий резистор на нижней стороне, обратите внимание, что вы также можете сделать это с помощью резистора высокой стороны.

Рисунок 5: Настройка дифференциального пробника

На вашем осциллографе выберите функцию Math (при условии, что ваш осциллограф имеет такую ​​функцию). Оттуда вы сможете построить график вывода Ch 1 — Ch 2 . Вычитая напряжение канала 2 из напряжения канала 1, мы можем вычислить падение напряжения на резисторе, не беспокоясь о коротком замыкании источника питания или создании контура заземления!

Помните, что для каждой точки этого сигнала вам нужно будет разделить напряжение на значение шунтирующего резистора, чтобы получить ток, протекающий в вашу систему.Некоторые осциллографы позволяют разделить измеренное значение на константу, чтобы избавить вас от необходимости выполнять этот шаг. Проверьте функции Math в вашем осциллографе!

Другие варианты измерения тока

Если ваш осциллограф питается от батареи или тестируемое устройство изолировано от заземления (например, оно также питается от батареи или вы используете двухконтактный настенный адаптер), тогда вы этого не сделаете. нужно беспокоиться о замыкании источника питания на землю. Не стесняйтесь прикреплять заземляющий зажим к любой стороне шунтирующего резистора!

Вы также можете приобрести для своего осциллографа специализированный дифференциальный пробник , который выполняет ту же настройку дифференциала, которую мы обсуждали выше.Однако для дифференциального пробника требуется только 1 канал вместо 2. Кроме того, дифференциальные пробники могут быть довольно дорогими.

Другой вариант — токовый пробник осциллографа. Большинство токовых пробников зажимают оголенный провод и измеряют магнитное поле, создаваемое током, протекающим по проводу. Для этого требуется оголенный провод в вашей цепи, а датчики зажимного типа обычно имеют точность только до уровня миллиампер. Шунтирующий резистор обычно необходим для измерения микроампер и наноампер.

Четвертый вариант — использовать специализированную схему или деталь для измерения напряжения на шунтирующем резисторе, например INA169.INA169, по сути, создает дифференциальный пробник вокруг шунтирующего резистора и выдает выходное напряжение, которое можно измерить с помощью осциллографа. Однако обратите внимание, что INA169 может измерять только положительные напряжения (шунтирующий резистор на стороне высокого напряжения). Убедитесь, что вы полностью прочитали техническое описание, чтобы понять ограничения детали!

Существует множество вариантов измерения тока, протекающего по вашей цепи. Мы рекомендуем потратить некоторое время на то, чтобы понять, как можно проводить такие измерения, и понять ограничения каждого подхода.

Товары и инструменты для рукоделия для ювелирных изделий и красоты Плоскогубцы-цепочки

Плоскогубцы-цепочки

Плоскогубцы с цепным носом, плоскогубцы с цепным носом, изготовлено из цельного материала, плоскогубцы с цепным носом для рук Danty Меньшие, чем стандартные 5 плоскогубцев, их длина составляет 4 1/2 дюйма. Приятный легкий вес, но все же прочные плоскогубцы из нержавеющей стали. до 5 мм и чуть менее 1 дюйма в длину. Резиновые ручки для комфорта, специальный магазин со скидкой. Вот ваши неожиданные товары. Оптовый онлайн-простой возврат и наша 110% гарантия соответствия цены.Цепь для плоскогубцев muskegonyachtclub.org.




Плоскогубцы цепные

Произведение искусства поставляется в галерее. Камуфляж Moxie на рукавах и внутри капюшона добавляет веселья и без того потрясающей толстовке с капюшоном. Материал: 95% полиэстер и 5% спандекс. Пожалуйста, обратитесь к таблице размеров для получения конкретных технических характеристик (последнее изображение), нескольких станций очистки и стирки. в то время как открытые и экранированные подшипники предназначены для смазки на месте, ознакомьтесь с нашей коллекцией мастеров настенной росписи. Плоскогубцы для носа-цепочки , Этот синий сарафан в стиле наволочки со звездами и полосами идеально подходит для празднования 4 июля и на все лето по всему миру примерно на 1-4 недели. Я всегда вешаю венок и на внутреннюю часть двери, ручки и внутренняя обшивка синего цвета с золотыми звездами. Добавьте изюминку в свой гардероб с помощью запонок. Цена указана за один свадебный головной убор. Покажите свою признательность своим сотрудникам, когда они выходят на пенсию, с помощью этих персонализированных мятных оловянных сувениров для выхода на пенсию, плоскогубцы с цепной головкой , дорожка качения с индукционной закалкой обеспечивает превосходную несущую способность и срок службы, столешницу из термоплавкого ламината легко чистить и дезинфицировать между научными экспериментами и время перекуса, Идеально подходит для занятий спортом на открытом воздухе.Дозатор дезинфицирующего средства для рук нажимного типа предлагает элегантный дизайн, который дополняет ваш декор, 【ТОЛСТЫЙ И ПРОЧНЫЙ】: занавески для ванной комнаты изготовлены из высококачественного материала EVA 8 калибра, размер кровати 77 дюймов x 29 дюймов (длина x ширина). Канал создается приложением напряжения к затвору, Цепные плоскогубцы , 16 футов (5 м)): Инструменты и товары для дома.


Выбор и использование плоскогубцев — этот старый дом

Плоскогубцы расширяют и увеличивают силу захвата руки.Это простые рычаги с шарниром в качестве точки опоры: нажимая на ручки, вы увеличиваете удерживающую силу и направляете ее в крошечную точку, где встречаются челюсти.

В каждом ящике для инструментов есть пригоршня плоскогубцев с разными размерами, губками, шарнирами и ручками, каждый из которых подходит для конкретной задачи. Но, несмотря на все различия, клещи бывают трех основных типов: фиксирующие, регулируемые и нерегулируемые.

Плоскогубцы с фиксатором механически затягивают заготовку, позволяя тянуть, крутить или даже отпускать, не теряя сцепления.Регулируемые плоскогубцы могут соответствовать разным размерам отверстий, при этом губки остаются параллельными, чтобы они могли захватывать болты или трубы. (Избегайте знакомых плоскогубцев с шарнирным соединением, у которых шарнир в форме восьмерки перпендикулярен ручкам — вы, вероятно, покроете суставы суставов, когда инструмент соскользнет.) Нерегулируемые плоскогубцы перемещаются вокруг неподвижного шарнира, иногда при помощи пружины, чтобы открыть челюсти .

Ни одна пара плоскогубцев не справится со всем; переверните страницу, чтобы узнать, что вам понадобится для дома. В любом случае ищите простые, но надежные инструменты с плавным и надежным соединением и выбирайте те, которые подходят для выполняемой работы.Будьте готовы заплатить от 20 до 30 долларов за приличную пару — вы не найдете твердой и прочной стали по низким ценам.

Фото Марка Викера

Клещи с фиксатором

Возьмитесь за заготовку этими плоскогубцами, затем отрегулируйте губки, повернув винт у основания ручки. Сожмите ручки, и челюсти плотно зафиксируются на месте, позволяя вам сосредоточиться на сгибании, вытягивании или скручивании, не теряя хватки.

1. Изогнутые губки

Характеристики: Зубчатые губки, форма которых позволяет охватить круглые предметы.

Подходит для: снятия замерзших гаек и болтов, вытягивания гвоздей, удаления сломанных винтов и других работ по сносу. В крайнем случае действует как зажим.

2. Длинноносый

Особенности: Длинные зубчатые губки, плотно закрывающиеся на концах.

Подходит для: надежного захвата мелких вещей, таких как скобы, булавки и сломанные винты в труднодоступных местах.Если бы вы оказались на необитаемом острове, вы могли бы выжить только с этим инструментом и перочинным ножом.

Фото Марка Викера

Клещи регулируемые

Захваты становятся шире при ручной регулировке, но остаются параллельными при открытии любого размера, когда ручки входят в зацепление.

1. Ключ-клещи

Характеристики: Регулируемый кнопкой кулачковый и храповой механизм, который поддерживает параллельность гладких губок независимо от того, открыты ручки или нет.

Подходит для: заворачивания болтов без снятия изоляции, установки готовой сантехники.

2. Захваты для труб

Характеристики: слегка зазубренные изогнутые губки с четырехточечным соединением скольжения.

Подходит для: завинчивания и отвинчивания пластиковой трубы, не царапая ее.

3. Паз-паз

Характеристики: Большие зубчатые губки с пазовым соединением и длинные ручки для максимального усилия.

Подходит для: затягивания и ослабления металлических труб и других сантехнических соединений.

4. Саморегулирующийся

Характеристики: Кулачковый и храповой механизм захватывает заготовку, а затем регулирует челюсти параллельно, когда вы сжимаете ручки.

Подходит для: Общего ремонта, сантехники; надежнее универсальных плоскогубцев.

Фото Марка Викера

Плоскогубцы нерегулируемые

1. Линейщик

Характеристики: Плоские зубчатые губки с резаком для проволоки.

Подходит для: захвата, вытягивания, гибки и скручивания сплошной электрической и арматурной проволоки, а также легкого листового металла.

2. Изогнутая игла

Особенности: Длинный, заостренный,

S-образный нос с лёгкостью

зубчатые губки.

Подходит для: вставки и удаления небольших винтов или других деталей за трубами, вокруг углов или в других труднодоступных местах.

3. Needlenose

Характеристики: Зубчатые губки с кусачками и закругленной спинкой.

Подходит для: аккуратного захвата мелких предметов, например, упавших шурупов, скручивания многожильных проводов или загибания петель и петель в сплошной проволоке.

4. Изогнутая игла

Характеристики: Маленькие заостренные губки с острыми кончиками; возвратная пружина; и мягкие ручки.

Подходит для: удерживания и манипулирования небольшими проводами, винтами и шплинтами, одновременно удерживая запястье параллельно заготовке.

Не пробуйте это дома

4 вещи, которые нельзя делать плоскогубцами

? Не используйте их для закручивания гайки, если гаечный ключ будет на

.

лучший инструмент.

? Не используйте их для затягивания или ослабления полированной сантехники

.

светильников, иначе поцарапаете поверхность. Защитите отделку с помощью

тряпка между губками и приспособлением.

? Не перекручивайте их вбок, иначе вы можете слишком сильно нагружать сустав и ослабить или сломать его.

? Независимо от того, что вы видите на The Three Stooges, никогда, никогда

используйте их, чтобы схватить своего брата за нос.

Где найти

Изогнутая губка:

Craftsman Professional 7 дюймов.Замок Арт. № 00945710000

Сирс, Робак и Ко.

800-549-4505

www.craftsman.com

Длинноносый:

Тиски Модель № 9LN

Irwin Industrial Tools

www.irwin.com

Захваты для труб:

Knipex Модель # 8103230

Anglo American Enterprises

Somerdale, NJ

856-784-8600

www.knipex.com

Клещи:

Knipex Модель № 86-03-250

Линейщик:

Модель # D213-9NETH Klein 9 1/4 дюйма.Линейщик

Инструменты Klein

Чикаго, Иллинойс

800-553-4676

www.kleintools.com

Изогнутая игла:

Клещи для механиков Knipex Арт. No 38-200

Needlenose:

Длинногубцы Арт. № 326

Блокировка канала

Meadville, PA

814-724-8700

www.channellock.com

Изогнутая игла:

Ace professional 4 дюйма плоскогубцы для хобби с гладкими губками Модель # 2004182

www.acehardware.com

Как точно измерить ток и потребление энергии

У универсального испытательного оборудования могут возникнуть проблемы с измерением малых токов, особенно если они случаются ненадолго. Новые специализированные инструменты имеют большое значение для решения этой проблемы.

Мэтт Либерти | Jetperch LLC
Прямое измерение тока затруднено. Обычно нецелесообразно подсчитывать отдельные электроны, поэтому два основных метода измерения тока фактически измеряют «побочные эффекты» тока.В первом методе используется тот факт, что движущиеся заряженные частицы создают магнитное поле (закон Ампера). Второй метод использует тот факт, что заряженные частицы, движущиеся через сопротивление, создают напряжение (закон Ома). Оба эти метода можно вывести из уравнений Максвелла.

Тот факт, что ток создает магнитное поле, был впервые обнаружен Эрстедом в 1820 году с помощью компаса. Позднее этот метод был переработан в современный гальванометр. Большинство современных гальванометров имеют постоянный магнит и вращающуюся катушку с проволокой.В типичном гальванометре типа Д’Арсонваля / Вестона ток, протекающий через катушку, толкает к постоянному магниту или от него. Магнитному полю катушки противодействует постоянный магнит, который заставляет катушку вращаться, перемещая указатель. Если вы когда-нибудь видели аналоговые мультиметры или старинное стереооборудование, вы, вероятно, видели гальванометр.

Магнитное поле, вызванное протеканием тока, также можно измерить с помощью датчиков Холла. При изменении магнитных полей, вызванных переменным током, можно использовать индуктивность сенсорной катушки, которая будет измерять скорость изменения тока катушки, которая затем может быть обработана для получения значения для потока переменного тока.

Следует отметить, что при использовании всех этих методов становится все труднее измерить магнитное поле с достаточной точностью, поскольку ток становится меньше (менее 1 мА).

Это подводит нас к шунтирующим резисторам. Резистор, помещенный на пути тока, создает напряжение в соответствии с законом Ома: В = I × R или I = В / R , когда вычислено для тока. Если сопротивление известно и мы измеряем напряжение на резисторе, мы можем вычислить ток.Резисторы, используемые для измерения тока, называются шунтирующими резисторами. В большинстве современных амперметров и цифровых мультиметров для измерения тока используются шунтирующие резисторы. Лучшее в этом подходе — то, что мы можем выбрать номинал шунтирующего резистора, который дает нам подходящий диапазон напряжений!

Шунтирующий резистор также называют «резистором считывания тока» или просто «резистором считывания». По своей конструкции шунтирующие резисторы вызывают падение напряжения, также называемое нагрузочным напряжением или вносимыми потерями. Если это напряжение слишком велико, это влияет на нагрузку.Дополнительное сопротивление также изменяет импеданс источника, видимый нагрузкой, что может привести к тому, что некоторые цепи нагрузки будут вести себя иначе. В идеале сопротивление шунта должно быть настолько маленьким, чтобы оно не влияло на целевую цепь. На практике сопротивление шунта должно создавать измеримое напряжение.

Трудно измерить большой диапазон тока с помощью одного шунтирующего резистора. Вольтметр имеет фиксированный диапазон. Чтобы расширить диапазон, в большинстве амперметров используется несколько шунтирующих резисторов, каждый с разным сопротивлением.Однако, если ток изменяется со временем, слишком большой шунтирующий резистор может вызвать чрезмерное падение напряжения, которое влияет на поведение целевой цепи. Если шунтирующий резистор слишком мал, он не может точно измерить ток.

Мультиметры

обычно измеряют ток с помощью амперметра, включенного в их функции. В наиболее распространенной реализации амперметра токовый шунтирующий резистор устанавливается последовательно с нагрузкой. Мультиметры хорошо подходят для измерения постоянных токов, будь то постоянный ток или «постоянный» среднеквадратичный переменный ток.Мультиметры не могут легко измерить токи, которые быстро меняются или резко меняются со временем.

Большинство амперметров, включая мультиметры, имеют существенные ограничения, в том числе:

Напряжение нагрузки : Падение напряжения (также называемое вносимыми потерями) на амперметре, которое приводит к более низкому напряжению, подаваемому на тестируемое устройство.
Ток утечки : Величина тока, проходящего через амперметр и не подводимого к тестируемому устройству.
Полоса пропускания : Отклик измерения при наличии изменяющегося во времени сигнала. Для целевых устройств, которые используют положительный источник постоянного тока, полоса пропускания связана с изменением нагрузки, представленной целевым устройством.
Динамический диапазон : Разница между минимальным и максимальным токами, используемыми тестируемым устройством.
Обратите внимание на характеристики хорошо известного качественного портативного мультиметра Fluke 87. В спецификации ничего не говорится о токе утечки.Полоса пропускания постоянного тока составляет порядка 1 Гц. Полоса пропускания переменного тока имеет гораздо худшие характеристики (± 1%), а полоса пропускания составляет от 45 Гц до 2 кГц.

Теперь предположим, что мы подключили мультиметр для оценки энергии, потребляемой целевым устройством. Далее предположим, что целевое устройство периодически снимает показания датчиков и сообщает о них по RF. Целевое устройство должно снять измерение с датчика, отправить измерение по радиочастоте, а затем вернуться в спящий режим, что является типичной последовательностью для устройств IoT. В нашем простом примере целевое устройство находится в трех состояниях: радио, активное и спящее.

Для оценки общего энергопотребления энергия отзыва представляет собой интеграл мощности во времени ( P = I × V , E = ∫ P dt). Для постоянной мощности интеграл может быть упрощен до просто члена для мощности, умноженной на продолжительность времени, E = P × t . Классический способ оценки энергии — сначала измерить продолжительность каждого состояния, часто либо с помощью осциллографа, проверяющего напряжение на фиксированном шунтирующем резисторе, либо с помощью логического анализатора, проверяющего биты, установленные микроконтроллером.Затем вы можете принудительно перевести систему в каждое состояние и напрямую измерить ток с помощью мультиметра.

Предположим, что устройство использует источник питания 3,3 В, и мы обнаружили, что устройство потребляет 200 мА во время своего радиосигнала 50 мс, 50 ​​мА в активном состоянии 100 мс и 1 мкА в состоянии сна, в котором оно проводит остальное время. Мы можем оценить энергию, потребляемую целевым устройством на одно измерение датчика, как:

Энергия = (3,3 В × 200 мА × 0,050 сек) + (3,3 В × 50 мА × 0,100 сек) + (3.3 В × 1 мкА × (интервал измерения — 0,15) с)

Если устройство выполняет одно измерение датчика в час, то общая энергия на одно измерение датчика составляет E = 0,033 Дж + 0,165 Дж + 0,0119 Дж

Итак, насколько точна эта оценка? Начнем с первой оценки энергии радиоактивного состояния. Fluke 87 сообщает, что напряжение нагрузки составляет 1,8 мВ / мА в диапазоне 400 мА. Для нашего измерения у нас есть

1,8 мВ / мА × 200 мА = падение на 360 мВ

Из-за падения напряжения на мультиметре цель получает только 2.94 В, а не 3,3 В. Это пониженное напряжение могло вызвать неожиданное поведение, такое как отключение электричества, на цели во время измерения. Если цель содержит преобразователь постоянного тока в постоянный, измеренный ток будет выше, чем в конечном продукте. Мы бы снизили нагрузочное напряжение, установив мультиметр на больший диапазон за счет разрешения.

К счастью, активное состояние использует диапазон тока с той же спецификацией напряжения нагрузки, что и состояние радио. Если бы в активном состоянии было только 6 мА, а мультиметр был в диапазоне 6 мА, нагрузочное напряжение было бы 0.6 В! Поскольку мультиметр переключает резисторы токового шунта в соответствии с настройкой диапазона тока, уменьшение тока НЕ ​​обязательно снижает нагрузочное напряжение.

Этот мультиметр также не может точно измерить ток в состоянии сна, который составляет 19,4% от общей энергии! При настройке 0,6 мА точность составляет:

± (0,2% × 1 мкА + 4 × 0,1 мкА) = 0,402 мкА

Это составляет 40% ошибки на 19,4% от общего бюджета или 7,7% общей ошибки!

Настольные мультиметры

обычно обеспечивают дополнительное разрешение и точность.Однако характеристики напряжения нагрузки аналогичны и часто находятся в диапазоне 0,7 В для натурных измерений. Вы можете пожертвовать дополнительным разрешением, чтобы обеспечить разумное напряжение нагрузки.

Мультиметр — жизненно важный инструмент, но оператор должен постоянно знать напряжение нагрузки и разрешение. Разработчики должны регулярно выполнять эту утомительную задачу. На практике разработчики, использующие мультиметры для измерения мощности, редко проводят тестирование. Нечастое тестирование позволяет продукту собирать «сюрпризы», которые обнаруживаются только в конце цикла проектирования.

Осциллографы
Осциллографы

измеряют напряжения через равные промежутки времени, часто более миллиона раз в секунду, для построения формы волны напряжения. Затем осциллографы отображают график, показывающий изменения напряжения во времени. Измеряя напряжение на внешнем шунтирующем резисторе, осциллографы могут эффективно отображать изменения тока во времени.

Однако текущие измерения с помощью осциллографа связаны с двумя основными проблемами. Во-первых, метод измерения шунтирующего резистора имеет проблемы динамического диапазона, связанные с шунтирующими резисторами.Осциллографы обычно выбирают скорость для ограниченного динамического диапазона и обычно имеют всего 10 или 12 бит динамического диапазона.

Во-вторых, осциллографы обычно привязаны к заземлению. Осциллограф измеряет разность напряжений между землей и сигналом. Однако нам нужно дифференциальное измерение на шунтирующем резисторе. Добавление шунтирующего сопротивления в путь заземления часто вызывает проблемы с целостностью сигнала. Нам часто нужны шунтирующие резисторы на стороне высокого напряжения для положительного источника питания.Однако, если тестовая цепь также связана с заземлением, мы не сможем использовать стандартный пробник осциллографа для измерения разности напряжений на шунтирующих резисторах. Мы можем либо использовать два пробника осциллографа и использовать функцию математического вычитания, которая вносит дополнительную ошибку измерения, либо мы можем использовать пробники дифференциального осциллографа, которые часто довольно дороги. В любом случае, у нас все еще остается проблема динамического диапазона.

Производители осциллографов

также предоставляют токовые пробники, которые обычно представляют собой просто комбинированный шунтирующий резистор и дифференциальный пробник.Эти пробники также позволяют осциллографу получать правильные единицы измерения, поэтому вам не нужно выполнять вычисления по закону Ома каждый раз, когда вы измеряете ток. Однако динамический диапазон по-прежнему ограничен. Осциллографы также имеют токовые клещи, разрешение которых ограничено примерно 1 мА.

Специализированное оборудование

Разнообразное другое оборудование может измерять ток, иногда при подаче или отведении тока. Оборудование этого типа включает электрометры, пикоамперметры и блоки измерения источников (SMU).Эти продукты специально разработаны для устранения некоторых недостатков стандартных мультиметров, и многие из них имеют более низкое напряжение нагрузки и более низкие входные токи смещения. Однако главный недостаток — это стоимость. Эти устройства часто используют несколько более сложных методов измерения амперметра с активной обратной связью.

Недавно выпущенный Joulescope разработан для автоматической обработки широких диапазонов тока и быстрых изменений энергопотребления, позволяя при этом целевому устройству работать нормально. Этот прибор отображает данные через подключение к ПК и точно измеряет электрический ток более девяти порядков величины от ампер до наноампер.Этот широкий диапазон позволяет проводить точные и точные измерения тока для современных устройств, в которых режимы сна часто составляют всего наноампер (нА) или микроампер (мкА). Joulescope также имеет полное падение напряжения 25 мВ при 1 А., что позволяет целевому устройству работать правильно. Некоторое оборудование для измерения тока автоматически и мгновенно выбирает шунтирующий резистор, чтобы поддерживать напряжение в диапазоне. Такой подход позволяет поддерживать максимальное напряжение нагрузки, а также точно измерять ток. До недавнего времени этот тип оборудования с динамической коммутацией был либо слишком медленным (вводилось слишком большое динамическое напряжение нагрузки), либо был дорогим.

Расширенное отображение формы волны тока Arduino при включении, вверху, раскрывающее детали последовательности включения. Нижний дисплей отображает представление о потребляемом токе Arduino, которое включает в себя максимальный и минимальный измеренный ток (красные линии) и средний ток (желтая линия). Оба дисплея были созданы с помощью Joulescope, в котором для точного измерения тока используются переключаемые токовые резисторы. У этого подхода есть два недостатка, но их можно устранить. Первый недостаток — время переключения шунтирующего резистора, особенно когда ток превышает диапазон значений токового шунтирующего резистора.Если значение резистора не переключается достаточно быстро, напряжение нагрузки становится чрезмерным и влияет на целевое устройство.

Требуемое время переключения можно рассчитать. Упрощенное уравнение, подходящее для многих практических приложений:

t = C × Δ V / Δ I

где t = время переключения резистора, сек; C = емкость системы, Ф; Δ В = величина допустимого изменения напряжения, В; и Δ I = изменение тока через резистор.Например, предположим, что целевая система потребляет 3,3 В и может выдерживать временное падение напряжения на 3% при изменении тока на 1 А. Если система имеет емкость 10 мкФ, необходимое время переключения шунтирующего резистора составляет:

10 мкФ × 3,3 В × 0,03 / 1 A = 1 мкс

Второй недостаток заключается в том, что этот подход обеспечивает переменное сопротивление целевой цепи. Некоторые схемы могут проявлять необычное поведение при изменении полного сопротивления источника питания. Однако мы можем уменьшить эту восприимчивость, добавив развязывающие конденсаторы, которые эффективно снижают входной импеданс на более высоких частотах, представляющих интерес.Для большинства современной электроники уже требуются байпасные конденсаторы, поэтому этот недостаток часто не вызывает беспокойства при измерении тока на целевых устройствах.

Такое специализированное оборудование для измерения тока должно также учитывать шум Джонсона-Найквиста, шум, который генерирует любой резистор. Этот шум, точность измерения напряжения и полоса пропускания являются критическими факторами проектирования.

Примером специализированного оборудования для измерения тока, использующего этот подход, является Joulescope. Он переключает шунтирующие резисторы примерно за 1 мкс при выходе за пределы диапазона, чтобы целевое устройство работало правильно.Он поддерживает максимальное нагрузочное напряжение 20 мВ на шунтирующем резисторе для любого тока до 2 А. Joulescope электрически изолирован, чтобы избежать проблем с заземлением и контуром заземления.

Помимо амперметра, Joulescope одновременно измеряет напряжение, поэтому он может вычислять мощность ( P = I × V ) и энергию
( E = ∫ P dt).

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.