Прибор для измерения тока в цепи

Мультиметры, тестеры (MULTIMETERS) — многофункциональные приборы для измерения постоянного и переменного тока, напряжения, сопротивления, емкости, проверки диодов и прозвонки цепи, а также многого другого.

Мультиметр, тестер — это комбинированный многофункциональный электроизмерительный прибор. Является базовым приборым для измерения множества электрических величин и обязательно присутствует в арсенале специалистов электросетвых компаний.

Мультиметр позволит вам: измерить постоянное и переменное напряжение с точностью до 0.001мВ, измерить постоянный и переменный ток, измерить значение сопротивления, прозвонить электрическую цепь, проверить аккумулятор, проверить диод, измерить емкость, измерить частоту, измерить скважность, измерить температуру, измерить показатель низких частот, измерить сопротивление малой мощности, вычислить процентное соотношение и относительное значение измеренных величин.

АКЦИЯ — распродажа складских остатков! Снят с производства, в наличии на складе. Замена на KEW1019R Цифровой мультиметр Kyoritsu KEW Model.

Измерение значения постоянного тока в электрических цепях печатных плат без разрыва цепей

В процессах тестирования и наладки электронного оборудования часто возникает задача измерения значения тока без разрыва электрической цепи. Как реализовать выполнение данной задачи? Какими приборами лучше произвести данные измерения?

Для проведения измерения тока без разрыва электрической цепи существует группа приборов — токовые клещи. Но, при измерениях тока, например, на участках печатных плат, использовать токовые клещи не представляется возможным. Наилучшим образом, для решения этой задачи походят прецизионные мультиметры Keithley 2001/2002. Данные мультиметры имеют уникальную функцию IN-CIRCUIT позволяющую измерять постоянный ток в цепи без ее разрыва, благодаря, встроенному маломощному прецизионному источнику тока ( I_SOURCE ). В качестве измерительных щупов подойдет пара пробников Кельвина, например, в зависимости от места измерения, поставляемые компанией Keithley пробники Кельвина: 5805, 5806, 5808, 5809.

Реализация данной задачи основана на вычисление тока, протекающего через участок цепи, без его разрыва, на основании измерений напряжения и сопротивления в четырехпроводной схеме. Этот метод аналогичен измерению сопротивления с компенсацией смещения. Схема подключения показана на рисунке ниже

Важно отметить, что во избежание появления дополнительной погрешности расстояние «Х» должно превышать расстояние «Y» более чем в 10 раз.
Предостережение: Максимальный входной сигнал не должен превышать 200 мВ, при известном токе ISOURCE = 10 mA. Для обеспечения приемлемой погрешности измерений применение этого метода ограничено измерением в участках цепи с сопротивлением от 1 mΩ до 10 Ω. При выходе сопротивления за эти пределы становится невозможным вычисление тока в цепи. Значение сопротивления участка цепи индицируется в нижней строке дисплея.

Принцип действия, процедуры измерения тока без разрыва электрической цепи, можно продемонстрироватьследующим образом:

1. При помощи одного комплекта пробников Кельвина мультиметр подает в участок цепи известный ток (I_SOURCE), а при помощью другого комплекта — одновременно измеряет падение напряжения (V_MEAS1) на этом участке цепи. Т.е.
V_MEAS1 = (I_IN-CKT + I_SOURCE) R_{TRACE, где IIN-CKT — подлежащий измерению ток, протекающий по участку цепи с сопротивлением RTRACE.}

2. Далее прибор измеряет падение напряжение на этом участке цепи (V_MEAS2) без подачи дополнительного тока:

3. Затем, из этой системы уравнений, вычисляется искомое значение тока в цепи I_IN-CKT:

На практике, процесс измерения постоянного тока без разрыва электрической цепи при помощи прецизионных мультиметры Keithley 2001/2002 реализуется следующим образом:

1. В меню CONFIGURE DCI (нажимаем сначала кнопку CONFIG, а потом DCI) выберем пункт MEASUREMENT-MODE, а в нем подпункт IN-CIRCUIT.
2. Обратите внимание, что при этом горит индикатор измерений по четырехпроводной схеме «4W».
3. Подключаем к гнездам мультиметра INPUT HI и LO, SENSE HI и LO по комплекту пробников Кельвина.
4. При сопротивлении участка цепи R_TRACE< 50 мОм или если контролируемый участок цепи имеет повышенную температуру, необходимо включить режим относительных измерений, т.е до измерения тока следует обнулить (нажатием на кнопку REL) смещение за счет термо-ЭДС. Выключите питание контролируемой цепи, поместите пробники на нужный участок цепи и обнулите смещение, как сказано выше.
5. Включите питание контролируемой цепи. На дисплее отобразится расчетное значение тока в цепи. Быстродействие измерений составляет 4 показания в секунду при 1 PLC. Предел измерения тока в этом режиме зафиксирован на 12 А. По умолчанию используется цифровой фильтр с усреднением десяти отсчетов. При низком уровне напряжения может потребоваться дополнительная фильтрация.

Электроизмерительные приборы и измерения в электрических цепях

На промышленных и бытовых объектах важно контролировать состояние электрических установок, для чего используют специальные приборы. В статье рассмотрены главные критерии подбора цифровых измерительных устройств, их типы и основные измерения в электрических цепях.

Электрические измерения в цепях постоянного и переменного тока нужны для контроля состояния и работоспособности электроустановок разного назначения. Зная величины основных параметров, таких как напряжение, сила тока, мощность и сопротивление, оценивают правильность режима работы, выявляют неисправности и отслеживают потребление энергетических ресурсов.

В любой сфере деятельности человека присутствует множество потребителей электроэнергии. Различие промышленных и бытовых объектов энергопотребления заключается только в значениях основных параметров. При этом в обоих случаях требуется осуществлять контроль и учет электропараметров.

Для решения этой задачи существует множество устройств различного типа, которые бывают аналоговыми и цифровыми. Второй тип, за счет лучших измерительных характеристик и более широкого функционала, постепенно вытесняет аналоговые измерители. Также цифровые приборы отличаются компактностью и универсальностью. Одно цифровое устройство способно заменить сразу несколько основных электроизмерительных приборов аналогового типа.

Интернет-магазин приборов для измерения в электрических цепях

Электроизмерительные приборы делят на категории по следующим критериям:

• Измеряемый параметр: амперметр, вольтметр, ваттметр, омметр и комбинированные приборы.
• Класс точности: лабораторные, технические.
• Конструкция: компактные переносные, для установки в шкаф или щит.

Подбор электроизмерительных приборов

Чтобы правильно выбрать цифровой электроизмерительный прибор, нужно ответить на следующие вопросы:

• Что требуется измерять? Например, для измерения тока применяют амперметр, для измерения напряжения – вольтметр. Если необходимо контролировать сразу несколько параметров, то выбирают универсальные модели.
• Какие пределы измерения потребуются? Следует понимать в каком диапазоне может находиться значение контролируемого параметра. Например, для электродвигателя 75 кВт, номинальный ток будет порядка 140 А, при этом пусковой ток может в 7 раз превышать это значение. Поэтому для полного контроля следует выбрать диапазон до 1000 А.
• Какая точность измерений необходима? Погрешность электроизмерительных приборов для проведения электроиспытаний и проверок не должна превышать 0,5%. В качестве рабочих приборов для ежесменного съема показаний или проверки подойдут менее точные модели.
• Какой функционал нужен? Подразумевается возможность сохранения данных, передачи на вторичные устройства, преобразования результатов измерения в унифицированный сигнал и даже наличие подсветки экрана или встроенного фонарика. От этого будет зависеть удобство работы.

Также следует определиться с конструкцией прибора. Он может быть предназначен для монтажа на дверце шкафа, установки на DIN-рейку или для ручной оперативной работы. Лабораторные аппараты обычно располагаются на столе, но могут быть оснащены ручкой для переноса.

Основные измерения в электрических цепях

Для целостного контроля электроцепей различного назначения требуется выполнить:

Измерение силы тока в электрической цепи

Данный параметр показывает токопотребление нагрузки. Для снятия показаний используют амперметры. Ток показывает величину заряда, проходящую через проводник, поэтому подключают такие устройства последовательно. При необходимости оперативного контроля следует выбирать токовые клещи, для использования которых не нужно проводить переподключение. Щитовые приборы для снятия показаний используют совместно с трансформаторами тока от определенного номинала.

Контроль напряжения

Для измерения напряжения в электрической цепи применяют вольтметр. Для правильной работы электрооборудования на него должно поступать определенное напряжение. Например, для однофазных устройств – 220 В ±10-15%. Поэтому отслеживание параметра, его колебаний и динамики очень важно для поддержания работоспособности электроустановок и выявления причин неисправностей.

Измерение электрического сопротивления

Измерение электрического сопротивления производят с помощью омметров. На практике замер осуществляют для определения величины сопротивления изоляции кабельных линий, трансформаторов, электродвигателей, линий передач, шин и других узлов. Это позволяет определить исправность и отсутствие короткого замыкания.

Измерение мощности в электроцепях

Для нормального функционирования всей электросети важно, чтобы сумма всех подключенных потребителей не превышала номинал сети. Иначе могут возникать различные неприятности, такие как перегруз. Поэтому для контроля мощности применяют специальные устройства – ваттметры.

Универсальные приборы

На практике не всегда есть возможность использовать для каждого отдельного параметра свой специализированный прибор. Поэтому широкое распространение получили универсальные устройства – мультиметры. С их помощью измеряют несколько параметров в электрических цепях постоянного и переменного тока.

Обычно под мультиметром подразумевают ручные переносные приборы, которые используют электрики и инженеры при проведении ремонтов, диагностики и обслуживания. Но также существуют стационарные модели для установки в шкаф для постоянного контроля параметров. Например, модель OM 352DC-0101-00, которая представляет собой анализатор электрической сети переменного тока. В набор функций таких устройств входит измерение, вывод данных и дублирование показаний через выходной канал.

На сайте «РусАвтоматизации» представлен большой ассортимент измерительных приборов для контроля основных и вспомогательных электропараметров (например, коэффициента мощности). Использование высокоточного оборудования позволит значительно облегчить эксплуатацию электроустановок.

Измерение тока без разрыва проверяемой цепи

Умение измерять ток в контролируемой цепи без ее разрыва приобретает особое значение при пусконаладочных работах, сопряженных с большим количеством различных измерений. При этом исключается ряд нежелательных явлений, связанных с разрывом контролируемой цепи под нагрузкой, и ошибки при восстановлении контролируемой цепи после выполнения соответствующих измерений. Для измерения тока без разрыва контролируемой цепи применяют косвенные методы и специальные устройства.

При определении тока в контролируемой цепи без ее разрыва широко используют метод измерения напряжения на известном резисторе R1, включенном в эту цепь. Например, ток в анодной цепи электронной лампы YL определяют по падению напряжения Uк на резисторе R1 в цепи катода этой лампы (сопротивление смещения): Iа=Uк/R1.

Если R1=800 Ом, а вольтметр показал напряжение Uк=2 В, то анодный ток Iа =2:800=0,0025 А. Измерение напряжения на таком резисторе (800 Ом) не составляет каких-либо трудностей.

Схема измерения тока анодной цепи электронной лампы

Таким же методом определить ток, проходящий по шине из алюми-ния, сечение которой q = 100х10 = 1000 мм2 или 1х10 -3 м2. Сопротивление участка шины длиной l можно определить по формуле r = rl / q. Удельное сопротивление алюминия r = 0,03х10 -6 Омхм.

Измерив падение напряжения на указанном участке шины, нетрудно определить ток, проходящий по ней. Если, например, напряжение на участке шины длиной 1 м равно 0,003 В, сопротивление 1 м шины указанного сечения — 0,00003 Ом, а ток, проходящий по этой шине, — 100 А.

Принято замерять падение напряжения на выходах трансформаторов тока при проверке вторичных цепей под нагрузкой. Обычно известно сопротивление (полное) токовых цепей, поэтому, замерив падение напряжений, можно определить ток в этих цепях, а, кроме того, убедиться в исправности их.

Электропромышленностью выпускается ряд устройств, позволяющих вводить в контролируемые цепи измерительные приборы, не нарушая их целости. К ним относят испытательные зажимы и блоки, токоизмерительные клещи и др.

Использование испытательных зажимов

Испытательный зажим состоит из двух металлических пластин 2 и 6, контактных винтов (1 и 7 — для подключения проверяемых цепей, 3 и 5 — для подключения измерительных приборов и 4 — замыкания между собой пластин 2 и 6). Если требуется включить в контролируемую цепь амперметр РА4, его сначала подсоединяют к пластинам 2 и 6 винтами 3 и 5, а затем вывертывают винт 4.

Цепь при подключении амперметра разрываться не будет (до подключения она замкнута контактным винтом 4, после подключения обмотка амперметра образует дополнительную цепь, параллельную контактному винту 4, и когда его вывертывают, ток не прерывается, а проходит через обмотку амперметра).

После измерения тока в указанной цепи ввертывают контактный винт 4, шунтируя тем самым обмотку амперметра. Если затем отключают амперметр, ток не прерывается, поскольку может проходить через контактный винт 4.

Испытательный зажим (а) и подключение к нему амперметра (б)

Испытательные блоки обычно монтируют на панелях релейной защиты и автоматики для подведения к соответствующим приборам цепей от измерительных трансформаторов тока.

Каждый испытательный блок состоит из основания 4 с главными контактами 2 и 7, предварительными контактами 3 и короткозамыкателем 1, крышки 6 с контактной пластиной 5 и контрольного штепселя 12 с контактами 8 и 9 и зажимами 10 и 11 для подключения измерительных приборов.

Нетрудно убедиться, что контролируемая цепь на участке между контактными винтами испытательного блока остается замкнутой как при вставленной крышке и контрольном штепселе, так и при замене одного другим. При вставленной крышке 6 ток может проходить от контактного винта через главный контакт 2 основания 4, контактную пластину 5 крышки 6, главный контакт 7 основания 4 к контактному винту. При вынутой крышке 6 ток может проходить от контактного винта через главный контакт 2 основания 4, короткозамыкатель 1, главный контакт 7 к контактному винту.

Испытательный блок: а — с крышкой, б — с контрольным штепселем

Если на какой-то момент при вытаскивании крышки нарушится цепь тока через контактную пластину 5 крышки и еще не успеет образоваться цепь тока через короткозамыкатель 1 основания, ток может проходить по цепи от контактного винта через предварительные контакты 3 основания и контактную пластину 5 крышки к контактному винту. При вставленном контрольном штепселе с подключенным к нему амперметром ток будет проходить от контрольного винта через главный контакт 2 основания 4, контакт 9 контрольного штепселя 12, амперметр РА, контакт 8 контрольного штепселя, главный контакт 7 основания 4 к контрольному винту.

Использование электроизмерительных клещей

Электроизмерительные клещи состоят из трансформатора тока с разъемным магнитопроводом, снабженным рукоятками и амперметром. Для измерения тока, проходящего по проводнику, магнитопровод разводят, охватывают им проводник и затем сводят до смыкания обеих частей магнитопровода. Проводник с током в этом случае является и первичной обмоткой трансформатора тока.

Промышленностью выпускается несколько разновидностей электроэлектроизмерительных клещей для измерений в цепях напряжением до 10 кВ и до 600 В. Для измерения тока в цепях напряжением до 10 кВ служат клещи КЭ-44 с пределами измерений 25, 50, 100, 250 и 500 А, а также Ц90 с пределами измерений 15, 30, 75, 300 и 600 А. В этих клещах рукоятки надежно изолированы от магнитопровода.

Для измерения тока в цепи напряжением до 600 В применяют клещи Ц30 с пределами измерений 10, 25, 100, 250, 500 А, которыми можно измерять и напряжение на двух пределах — до 300 и 600 В. Кроме того, выпускают электроизмерительные клещи, входящие в комплект к другим измерительным устройствам и аппаратам, например к вольтамперфазометру ВАФ-85, позволяющие измерять ток в электрических цепях без и х разрыва на пределах измерений 1-5 и 10 А.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика