Как пользоваться токовыми измерительными клещами

Лень всегда была двигателем прогресса. В случае с прибором для измерения тока было также. Во время измерения тока амперметр включается в электрическую цепь последовательно. А это значит, что для измерения тока, нужно разомкнуть электрическую цепь, то есть вмешаться в ее работу. Во-первых, это занимает много времени. Во-вторых, существует достаточно большой риск поражения электрическим током во время проведения измерений. Более того, измерительный прибор вносит в электрическую цепь собственное сопротивление, в частности сопротивление щупов. Чем больше номинал тока, тем более ощутимое это влияние.

Идея измерения тока без разрыва электрической цепи была успешно реализована в измерительном приборе, который вскоре получил название «токоизмерительные клещи». Такой прибор позволяет легко измерить ток без необходимости размыкать исследуемую цепь.

К тому же можно проводить измерения на установке или оборудованию, которое работает. Прибор также позволяет измерить ток проводника, который находиться в изоляции.

  Он не вносит собственное сопротивление в электрическую цепь и не влияет на результат измерений.

Современные измерительные приборы, конечно, кардинально отличаются от самых первых токовых клещей. Однако (собственно из-за этого прибор и получил свое название), сам механизм прибора, очень похож на механические клещи, практически не изменился. Это обусловлено тем, что прибор должен «обхватить» проводник, по которому протекает ток. А сделать это можно следующим образом:

Типы и принцип работы токоизмерительных клещей

Все токоизмерительные клещи условно можно разделить на 2 типа:

1. Клещи для измерения переменного тока.
2. Клещи для измерения постоянного и переменного тока.

Такая классификация обусловлена типом датчика, который используется для измерения тока.

Приборы первого типа построены на принципе одновиткового трансформатора тока.

Измеряемая шина или проводник исполняют функцию первичной обмотки, а вторичная многовитковая обмотка (к которой подключен амперметр) намотана на раскрывающийся магнитопровод прибора.

Переменный ток в проводнике создает переменный магнитный поток в магнитопроводе прибора, в результате чего во вторичной обмотке токоизмерительных клещей возникает ЭДС.

В замкнутой вторичной обмотке возникает ток, который измеряется амперметром. Прибор обрабатывает полученные данные и выдает на дисплей результат измерений тока в удобном для пользователя виде. К преимуществам таких приборов относят их простую конструкцию и доступную цену. Но есть и очевидные недостатки, например, возможность измерять только переменный ток.

В конструкции приборов второго типа используется чувствительный элемент абсолютно иного действия, принцип работы которого основан на эффекте Холла. Чувствительным элементом, или же датчиком Холла, называют устройство, с помощью которого измеряют величину магнитного поля.

В случае токоизмерительных клещей, это магнитное поле, образованное проводником, по которому протекает ток. Датчик Холла представляет собой полупроводниковую прямоугольную пластину, к которой подсоединены четыре вывода.

Схематически, чувствительный элемент датчика Холла показан на рисунке ниже.

Эффект Холла можно представить так. Пускай чувствительный элемент имеет форму прямоугольной пластины длиной l, шириной d и толщиной b.

  Если вдоль этой пластины пропустить электрический ток J, а перпендикулярно плоскости пластины создать магнитное поле B, то на ее боковых поверхностях в направлении CD возникнет электрическое поле, которое называют полем Холла.

На практике, поле Холла характеризуется разницей потенциалов, которую измеряют между симметричными точками С и D на боковых поверхностях чувствительного элемента.

Эта разность потенциалов называется Холловскою разностью потенциалов Uхол или ЭДС Холла εхол. Объясняется эффект Холла тем, что в магнитном поле, на электрические заряды, которые двигаются, действует сила Лоренца. ЭДС Холла (или Uхол) пропорциональна силе тока, индукции магнитного поля, и обратно пропорциональна толщине чувствительного элемента и концентрации носителей тока в нем.

Принцип роботы датчика Холла

На рисунке ниже показана характерная зависимость Uхол от магнитного поля в случае постоянного тока. Если магнитное поле отсутствует, ЭДС Холла равна нулю.

Но в результате разных различных факторов и явлений (например, несимметричное расположение выводов датчика), измерительный прибор может показать некоторую разность потенциалов Uо на выходе датчика Холла, даже при отсутствии магнитного поля.

Для того, чтобы исключить эту ошибку, величину Uо следует вычесть из измеренной разности потенциалов в магнитном поле.

Обратите внимание, датчик Холла измеряет перпендикулярную (к плоскости датчика) величину вектора магнитного поля. Поэтому, если нужно измерить максимальное значение магнитного поля, датчик Холла, а соответственно и измерительный прибор (токоизмерительные клещи), необходимо ориентировать в магнитном поле соответствующим образом.

Для изготовления датчиков Холла используют определенные полупроводники, которые имеют высокую чувствительность к воздействию магнитного поля, например, InP, InSb, GaAs, Ge, Si.

Чувствительные элементы могут быть миниатюрных размеров, например, 1х1х0.5 мм. Именно это позволяет сделать измерительный прибор компактным и удобным для пользователей.

Конструкция чувствительного элемента токоизмерительных клещей представлена на фото ниже.

Последовательность процесса измерения тока

Измерения тока с помощью клещей необходимо проводить в такой последовательности:

1. Поворотный переключатель устанавливаем на необходимый диапазон измерений (постоянный или переменный ток – если клещи имеют автоматический выбор). Прибор включается одновременно с выбором диапазона. Если номинал тока заранее неизвестен, начинать измерения необходимо с самого большого диапазона, постепенно его уменьшая в случае необходимости.
2. Раскрываем клещи, нажимая на рычаг.
3. Закрываем клещи и обжимаем проводник. Казалось бы, это самый простой шаг. Но необходимо учесть некоторые нюансы. Во-первых, обжать нужно только один проводник, ток которого хотите измерить. Если обжать 2 жилы провода (или 2-х жильный кабель в изоляции), результатом измерений будет «0», поскольку токи этих двух проводников имеют противоположные направления. Магнитное поле, образованное током одной жилы провода будет компенсироваться магнитным полем второй. Во-вторых, провод нужно разместить максимально по центру магнитопровода токовых клещей. В таком случае, результат измерения будет самым точным.

правильно / неправильно

4. Считать результат.
5. Обработать результаты измерений.

Дополнительные функции

Но это еще не всё. Современные токоизмерительные клещи могут помочь измерить не только ток.

Измерение напряжения, сопротивления, емкости, температуры и частоты, проверка проводимости, тестирование диодов – всё это под силу современным токоизмерительным клещам.

Можно сказать, что токоизмерительные клещи – это своего рода цифровой мультиметр с возможностью бесконтактного измерения тока. Как и в мультиметре, измерения этих параметров проводятся с помощью контактных щупов.

Кроме того, на подобии цифровым мультиметрам, токоизмерительные клещи имеют дополнительные функции для удобства пользования и обработки результатов:

• Функция HOLD – удержание данных. Используется для того, чтобы зафиксировать, то есть «заморозить» результаты измерений на дисплее прибора (например, если измерения проводятся в труднодоступных местах) для дальнейшей обработки.
• Функция MAX/MIN – прибор фиксирует самые большие или самые маленькие показания за время проведения измерений. Используется для некоторых измерительных задач.
• Функция REL – относительные измерения, то есть, обнуления начального значения.  Функция REL особенно актуальна для клещей постоянного/переменного тока.  Дело в том, что чувствительный элемент, функцию которого выполняет датчик Холла, чрезвычайно чувствителен к внешним магнитным полям. На дисплее прибора, еще до проведения измерений, фиксируются определенные ненулевые показатели. Это обусловлено воздействием внешних магнитных полей. Поэтому для получения достоверных результатов, перед проведением измерений показания обязательно надо обнулять.  Начальные показания прибор принимает за «ноль», и все дальнейшие измерения проводятся относительно этого опорного значения.
• Подсветка дисплея – для работы в условиях недостаточного освещения. Как правило, кнопка обозначается символом «☀». Подсветку можно включить или выключить в зависимости от условий и освещения. Некоторые приборы оборудованы фонариком для освещения труднодоступных объектов, на которых будут проводиться измерения.
• Функция NCV – бесконтактная индикация напряжения. Эту функцию имеют только некоторые модели токоизмерительных клещей. С ее помощью можно отследить трассу прокладки скрытой проводки, или же определить находится ли определенный провод под напряжением. Значение напряжения нужно замерить с помощью щупов в соответствующем режиме.
• Тестирование диодов и проверка проводимости – функции, которые позволяют определить работоспособность диодов и установить целостность электрической цепи.

Рекомендации и меры безопасности

Токоизмерительные клещи можно использовать в закрытых электроустановках, или же в открытых электроустановках в сухую погоду.

  Измерения можно проводить как на изолированных участках, так и на проводниках без изоляции. Человек, который проводит измерения, должен использовать диэлектрические перчатки и находится на изолированной поверхности.

В основном, эти правила безопасности касаются измерения токов большого номинала.

Для измерения малых токов можно намотать несколько витков провода, ток которого надо измерить, на магнитопровод клещей. Чтобы получить значение тока провода, результат необходимо разделить на количество витков.

В этой статье мы рассказали о принципе работы, особенностях пользования и функциях токоизмерительных клещей на примере нескольких «младших» моделей производителя UNI-T с базовым набором способностей. «Старшие» модели, помимо вышеупомянутых функций, помогут измерить пусковые токи, мощность, коэффициент мощности, фазовый угол, активную энергию и установить порядок чередования фаз.

Подобрать и купить токоизмерительные клещи известных производителей можно в магазине инструментов «Мастерам». Наши специалисты будут рады вам помочь и ответить на любые вопросы.

Как измеряют ток токовые клещи

Сегодня мы поговорим про интересный прибор, без которой бойцы электротехнического фронта как без рук, а именно про токовые клещи или измерительный трансформатор тока.

Еще со школьного курса физики мы знаем, что ток большой силы чрезвычайно опасен для здоровья. Тем не менее, различными устройствами можно замерять постоянный и переменный ток до 5-20 ампер. А как быть, если значение достигает 100, 200 или даже 1000 ампер? Или даже больше ? Специально для этого были придуманы токоизмерительные клещи.

Различные из них устроены по-разному. Простые, которые способны измерить только переменный ток имеют более простую конструкцию, нежели способные измерять и постоянный, тоже.

У простых устройств, собственно сами захваты замыкаются, создавая с проводником, по которому течет переменный ток, своеобразный трансформатор. Ведь по сути они становятся вторичной обмоткой, в которой наводится ЭДС которая создается при взаимодействии c проводником, по которому идет ток, переводят аналоговое значение в цифровой результат и отображают на дисплее.

Ведь ЭДС возникающая в проводнике получается пропорциональной току, протекающему через него.

Что особенно важно, не имеет значения, есть изоляция кабеля, заводская, или меряется оголенный провод, ведь для электромагнитного излучения нет преград. Исключением может быть экранированный силовой кабель с бронезащитой. С таким не справится даже мегаомметр.

Алгоритм измерения

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

• Включите в режим измерения, ну, например, переменного тока, так как он чаще всего встречается в быту.
• Выберите максимальный предел измерения, чтобы не ошибиться. Для разновидностей с автоматическим выбором пределов, так называемых автоматов, этот шаг можно пропустить.
• Замкните на проводе. Если провод закручен — полученное значение нужно будет поделить на количество витков провода.
• Снимайте показания!

Приборы, которые могут измерять переменный и постоянный ток устроены иначе. У них захваты не замыкаются, а измерения тока производятся с помощью специального устройства — датчика Холла. Этот сенсор способен регистрировать эффект Холла — изменение направление движения заряженных частиц в проводнике при прохождении через определенное магнитное поле.

Из-за наличия датчика Холла, приборы, которые способны контролировать переменный+постоянный ток, стоят гораздо дороже простых.

Где возникает потребность в замерах больших значений постоянных токов ? К сфере электротехнического хозяйства это точно не относится, поскольку в войне двух гениев Эдисона и Теслы, все таки победил ток переменный, как такой, который позволяет передавать огромные мощности на серьезное расстояние с минимальными потерями.

А вот с токами в 100-200 ампер каждый день сталкиваются сотни миллионов людей по всему миру.

Не верите ? Не можете представить где ? А именно столько потребляет стартер, вращая коленчивый вал в момент запуска ДВС, потребляя энергию от аккумулятора. Вот там и потребуются при диагностике и ремонте измерение серьезных величин постоянного тока при помощи клещей постоянного тока.

Мы рассказали про 2 модели, но есть и еще и третья разновидность — так называемые гибкая токовая петля. Или по простому с измерительной проволокой.

Совсем далеко от классики ! Никаких захватов здесь нет. И как вообще обхватывать кабель ?

1. Диаметр петли составляет менее 10мм, именно поэтому они называются гибкими.
2. Слева и справа измерительные проводники входят в корпус, с помощью контактных разъемов. Следовательно один из концов может отсоединяться.
3. А вот когда он отсоединен, то легко «опоясать» силовой кабель, опять вставить в разъем и начать измерять.

Хотите спросить зачем такие сложности и морочить голову ?

А как интересно электрику обхватить силовой кабель диаметром 70 мм ? А если сразу нужно измерить ток в нескольких из них. Традиционные захваты «сдадутся» и придется обратиться к гибким токовым петлям.

Кстати как следствие замеров током в проводниках большого сечения, диапазон у таких модификаций рекордный и достигает 3000 ампер.

Как видим, измерять ток с помощью этой штуки совершенно не сложно. Самые простые, измеряющие только переменный ток довольно дешевые.

А вот измерители тока, которыми можно измерить и постоянный ток или с гибким захватом, будут стоить в несколько раз дороже из-за более сложной конструкции.

Кстати, довольно часто рассматриваемые в статье клещи можно использовать и в качестве мультиметров, так как они могут измерять постоянное и переменное напряжение, сопротивление и делать прозвон.

Как устроены токовые клещи

Токовые клещи – просто необходимая вещь для электрика. Они могут выполнять те же самые функции, что и мультиметры, то есть измерять напряжение, сопротивление цепи и прочие параметры. Однако, они несправедливо не пользуются спросом, поскольку вещь действительно нужная.

Токовые клещи – это трансформатор с амперметром, они позволяют определить силу тока, а также другие характеристики, чтобы электрическая цепь при это не была разорвана. Само устройство представляет собой первичную обмотку трансформатора.

С расположенным внутри проводником, который позволяет току индуцироваться на обмотку из-за возникновения электромагнитного поля. После этого вторичная обмотка, куда затем попадает электроток, передает показания на амперметр. Здесь обязательно нужно учесть коэффициент трансформации.

Данная информация применима для токовых клещей при переменном токе, поскольку трансформатор с постоянным током работать не будет.

Те токовые клещи, которые представлены на современном рыке, используются и для постоянного тока. Вместо амперметра устанавливается датчик, который измеряет напряженность электромагнитного поля.

Эти модели немного дороже по цене, но их качество выше и в работе они более точны. И помимо этого, токоизмерительные клещи в соединении с мультиметром позволяют определить силу тока, потому что в прибое уже есть встроенный калькулятор. 

Создание токовых клещей изначально планировалось для поддержки ими измерительных приборов, которыми пользовались специалисты, однако в ходе времени их устройство постепенно менялось, и сам прибор стал доступен к самостоятельному использованию. Кроме того, электрические клещи стали незаменимы в применении в быту, и его стоимость стала не так велика.  

Токовыми клещами можно измерить следующие показатели:

1. Какая нагрузка на сеть имеется в настоящее время, например, в квартире.
2. Выявить несоответствие показаний различного рода оборудования, сравнивая показания на этом оборудовании и показания, полученные при измерении клещами.
3. Определить мощности бытовых электроприборов, а также любых других, используемых в хозяйстве.
4. Путем контроля домашней электрической сети не допускать сторонние подключения.
5. Выявить значение силы тока в одном из проводников, который является частью электрической цепи, при этом не вмешиваться в работу всей схемы.
6. Найти где происходит утечка тока.

Разновидности токовых клещей

Токовые клещи подразделяются на следующие типы:

• Стрелочные – одни из самых первых моделей. Они чувствительны к каким-либо колебаниям, что является главным их недостатком, поэтому важно, чтобы прибор лежал на жесткой поверхности и не двигался. Более того, чтобы получить реальные значения замеров нужно с использованием коэффициента трансформации сделать перевод показаний.
• Цифровые – можно произвести настройки на нужный параметр (сила тока, мощность) и встроенный микроконтроллер выдаст показания на дисплей автоматически, сам произведя все вычисления.
• Мультиметр – универсальный прибор. Очень удобны тем, что клещи уже встроены в корпус. В зависимости от модели мультиметра существует много дополнительных функций и способов измерений.
• Высоковольтные – зачастую крепятся к штанге, чтобы произвести замены и не приближать очень близко к проводнику. Единственная функция этого вида – измерять переменный ток.

Принцип работы токовых клещей

Принцип работы токовых клещей заключается в том, что если между его захватами установить проводник, то электромагнитное поле изменится под действием тока, проходящего по этому проводнику. И затем, пройдя через первичную и вторичную обмотки, на прибор будут переданы показания.

Токовые клещи, предназначенные для напряжения до 1000 Вольт, совершенно не отличаются от клещей для высоковольтных цепей. Измерение тока токовыми клещами имеет следующий алгоритм.

Для начала определяем на электрической схеме, к какому проводу будем присоединять токовые клещи для снятия параметров. Обязательно нужно выбрать именно один провод, поскольку если их будет больше, то замеры будут некорректными. На приборе выставляем тот режим измерения, который необходим нам для решения существующей задачи. Кроме этого, нужно будет еще и определить шкалу.

В том случае, если информация о ней отсутствует, следует выбрать наибольшую. Затем раскрывая клещи, обхватываем провод. Его расположение должно быть строго перпендикулярным той плоскости, в которой расположились клещи. Идеально, если проводник будет расположен в самом центре контура. Автоматически произойдет измерение нужного нам параметра, и результат высветится на дисплее.

Стоит отметить, что если величина тока слишком мала, и определить ее не получилось, то проводник можно намотать на половину токовых клещей и провести замер вновь. При появлении значения нужно его разделить на то число витков, которое было сделано.

В том случае, если высветится значение единицы, то нужно сделать переключение на другой диапазон, поскольку ток превышает этот показатель.

Преимущества и недостатки токовых клещей

Токоизмерительные клещи неспроста вошли в обиход людей, они широко распространены, потому что имеют множество преимуществ, которые заставляют делать выбор в их пользу. 

Во-первых, само устройство очень просто в обращении, там нет замудренных инструкций, множества переключателей и пр. Размеры позволяют легко переносить его по различным местам, оно компактно и выдает измеряемые параметры с высокой точностью.

Кроме того, ими можно производить замеры как микротоков, так и токов в высоковольтных схемах. На основании принципа работы токовых клещей создаются устройства различного назначения.

• Токовые клещи можно сочетать с другими электроизмерительными приборами, например, при сочетании с мультиметром грани их возможностей просто невозможно представить, а ведь их можно еще совместить с другими различными датчиками, тем самым еще больше расширив функционал.
• Если человек в принципе лишь поверхностно знаком с физикой, а точнее с электротехникой, но не знает как устроены токовые клещи, то он все равно будет в силах разобраться с этим прибором даже без инструкции, настолько он прост в обращении.
• Как правильно пользоваться токоизмерительными клещами уже стало понятно, преимущества также описаны очень развернуто, однако, будет несправедливо не сказать о недостатках:

• В случае если проводник в клещах располагается не совсем правильно (не перпендикулярно), то из-за существующего электромагнитного поля возникают неточности, поэтому нужно запомнить что положение провода зависит от положения самого прибора.
• Если рядом с проводником есть другие проводники, то токоизмерительные клещи могут воспринимать токи этих проводников, поскольку существует некая чувствительность.
• К сожалению, из-за того, что само устройство очень просто, существует множество компаний, которые стремятся заработать деньги на том, чтобы изготовить и продать копии, качество работы которых зачастую неудовлетворительно и точность показаний отсутствует.

Измерение тока токовыми клещами

Измерение тока при помощи токовых клещей будет выполняться следующим образом. Сначала нужно выбрать тот провод, показания которого нужно замерить. Используя переключатель, на тестере отмечается нужный режим.

Если нужно измерить постоянный ток, то выставляется одни литеры, а если переменный, то другие. Затем нужно раскрыть клещи и поместить проводник внутри, строго перпендикулярно корпусу клещей и, если есть такая возможность, по центру внутреннего контура.

После этого на дисплее автоматически появятся нужные нам показания.

На некоторых токоизмерительных клещах есть кнопка Hold, она позволит произвести замеры в тех местах, куда сложно дотянуться и не будет видно показателей дисплея. Нажав на нее при проведении замера, результат будет зафиксироваться на дисплее и его можно увидеть, выйдя из сложных условий.

Электроизмерительные клещи — принцип работы

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:

• 1) Как измерять мультиметром
• 2) Как выбрать токовые клещи

Как пользоваться мультиметром с клещами

Практически у каждого мужчины в доме имеется небольшой набор инструментов, и среди них обязательно будет присутствовать мультиметр. Это привычный прибор, и как пользоваться им, знает почти каждый. А вот мультиметр с токовыми клещами уже диковинка.

Что это такое

В повседневной практике токовые клещи используют энергетики, когда нужно измерить силу тока в высоковольтных проводах без их разрыва и последующего подключения амперметра. Внешне они похожи на клещи, прикрепленные к мультиметру, отсюда и название.

На самом деле это токовый трансформатор с раздвижным магнитопроводом, во вторичную обмотку которого включен стрелочный или цифровой амперметр.

Длинные диэлектрические ручки нужны для безопасности. Принцип действия заключается в измерении тока проходящего через токовый трансформатор.

Устройство мультиметра с клещами следующее:

• усики клещей выполняют из трансформаторной или заменяющей ее стали и покрывают изоляцией;
• роль первичной обмотки трансформатора играет электрический провод, которые охватывают усики клещей. То есть, на первичной обмотке всего один виток;
• вторичная обмотка наматывается на эти же клещи, количество витков зависит от того, какие токи предполагается измерять. Обмотка спрятана под изоляцией.

На клещах указывается коэффициент трансформации. Выглядит примерно так: 100/5А. Это отношение номинального тока первичной обмотки к номинальному току вторичной обмотки.

Амперметр, включенный во вторичную обмотку трансформатора, производит измерение тока, наведенного проводом, который охватывают клещи.

Виды

Электроизмерительные клещи бывают двух видов – до 1000 В и высоковольтные. В быту применяются клещи до 1000 В. В современных токовых клещах, для удобства пользователей, совместили функции амперметра для измерения переменного тока с другими приборами типа вольтметра, омметра и получился мультиметр с токоизмерительными клещами.

Кроме этого бывают измерительные клещи для постоянного и переменного тока, основанные на эффекте Холла. Если на тонкую полупроводниковую пластину подать электрический ток и при этом она располагается под прямым углом к какому-нибудь магнитному полю, то на концах пластины появляется напряжение. Оно пропорционально напряженности магнитного поля, действующей на пластину.

Использование эффекта Холла позволяет измерять как переменный, так и постоянный ток, так как датчик реагирует только на амплитуду напряженности, а направление поля для него значения не имеет.

Кроме этого, датчик реагирует мгновенно на изменение напряженности. Поэтому он может фиксировать и форму сигнала.

Конструктивно, измерительные клещи, основанные на эффекте Холла, ничем не отличаются от обычных, измеряющих при помощи трансформаторов тока. Для обычного пользователя это все тот же мультиметр.

Как измерять

Пользоваться мультиметром с клещами несложно. Вначале нужно выставить режим измерения переменного или постоянного тока. С помощью переключателя на мультиметре выбираются необходимый сектор с обозначениями режимов и останавливаются на шкале с предполагаемыми значениями.

После этого нажатием рычага клещи размыкаются. Исследуемый проводник вводится в область захвата, и клещи смыкаются. На дисплее высветятся показания прибора.

На некоторых тестерах с клещами есть специальная кнопка фиксирующая показание. Тогда достаточно нажать на нее для сохранения результата измерения. Это удобно при измерениях в труднодоступных местах.

Если прибор показывает 1, значит, величина тока превышает предел измерения, и нужно поставить переключатель на большее значение. Если показания 0 или близкие к нему, надо перейти на нижнюю шкалу.

Шкалу измерения надо выбирать так, чтобы показания прибора находились в области максимальных значений. В таком случае погрешность измерений будет минимальной.

Иногда, показания мультиметра с токоизмерительными клещами лежат близко к 0, но провести измерения необходимо. В этом случае используют простой способ. Проводник скручивают в несколько витков и клещами захватывают все провода. На приборе зафиксируется какое-то значение.

Его нужно разделить на количество проводов проходящих через клещи и получить искомое значение тока, проходящего через проводник.

Сделать самому

Если человек немного разбирается в электронике, имеет цифровой мультиметр, то можно довольно быстро сделать к нему дополнение. Для этого понадобится любой датчик Холла, в продаже они имеются, и ферритовое кольцо.

Кольцо раскалывают на две части, к одному концу крепится датчик, и к его контактам припаивают провода. Полукольца крепят к прищепке или чему-нибудь подобному. Концы проводов вставляют в гнезда мультиметра. Прибор переводится в режим милливольтметра.

Если в ферритовое кольцо поместить проводник, по которому протекает ток, то на милливольтметре можно будет наблюдать какие-то значения. В зависимости от используемого датчика, коэффициент преобразования напряженности магнитного поля в электрическое напряжение будет разным, но постоянным для конкретного датчика.

С помощью эталонных токов можно отградуировать шкалу. В результате получится простая и удобная приставка к мультиметру.

Как выбрать

На сегодняшний день, на рынке имеется множество тестеров с клещами и без них. Разброс цен не так уж и велик. Возникает проблема выбора. В первую очередь необходимо определиться, для чего он нужен, какие задачи он должен решать.

Если есть потребность в неразрушающем контроле, необходимо оперативно измерить токи на входящих проводах на даче или на счетчике, то приобретение мультиметра с токоизмерительными клещами будет правильным решением.

• Если нужно замерить токи в электропроводке автомобиля, то придется приобрести прибор с датчиками Холла, хотя они немного дороже.
• Кроме этого, мультиметры, в зависимости от производителя, могут измерять переменные и постоянные токи и напряжения, сопротивления, емкость, частоту, мощность.

Набор функций зависит от разработчиков аппаратуры. Но за универсальностью гнаться не нужно, это сказывается на цене и характеристиках тестера. Хорошо, если в комплекте с прибором идет подробная инструкция по эксплуатации. После учета всех факторов можно делать покупку.

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 3А, 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.

1. Вопрос: Что означает клавиша «RAN» на клещах?
2. Ответ: Эта кнопка нужна для переключения режима автоматического или ручного предела измерения.

4.88/5 (4)

Токовые клещи, ваттметры212

Токовые клещи, ваттметры. П редставляют собой приборы, основным назначением которых является измерение электрического ток без разрыва электрической цепи и нарушения ее функционирования.

Подсоединять клещи можно как к изолированному, так и неизолированному проводу. Самое главное — охватываться должна только одна шина.

Эргономичность корпуса позволяет выполнять все необходимые манипуляции одной рукой.

Токовые клещи, ваттметры — э то большая группа приборов, с помощью которых можно измерять величины постоянного и переменного тока, постоянного и переменного напряжения, сопротивления, частоты, температуры. Как правило, Токовые клещи имеют также все функции мультиметра, что позволяет дополнительно применять их для тестирования цепей и проверки диодов.

Клещи делятся на амперметры, вольтметры, ваттметры, фазометры, ампервольтметры. Эргономичность корпуса позволяет выполнять все необходимые манипуляции одной рукой.

• Клещи состоят из: размыкаемого подпружиненного магнитопровода, на который надета многовитковая катушка, отсчётного устройства, в качестве которого, в зависимости от модели, может быть либо стрелочный, либо электронный прибор с цифровым указателем,
• переключателя диапазонов и функций, в ыходных разъемов, для подключения измерительных щупов.

В ассортименте представлен огромный выбор токовых клещей, ваттметров, отличающихся только функциональными возможностями. Вы всегда сможете купить необходимый Вам прибор таких известных брендов, как: Fluke, APPA, CEM, Uni Trend, Mastech,Testo   и др.

Посмотреть и купить товар вы можете в наших магазинах в городах: Москва, Санкт-Петербург, Волгоград, Воронеж, Гомель, Екатеринбург, Ижевск, Казань, Калуга, Краснодар, Красноярск, Минск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Пермь, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Саратов, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Уфа, Челябинск. Доставка заказа почтой, через систему доставки Pickpoint или через салоны «Евросеть» в следующие города: Тольятти, Барнаул, Ульяновск, Иркутск, Хабаровск, Ярославль, Владивосток, Махачкала, Томск, Оренбург, Кемерово, Новокузнецк, Астрахань, Пенза, Липецк, Киров, Чебоксары, Калининград, Курск, Улан-Удэ, Ставрополь, Сочи, Иваново, Брянск, Белгород, Сургут, Владимир, Нижний Тагил, Архангельск, Чита, Смоленск, Курган, Орёл, Владикавказ, Грозный, Мурманск, Тамбов, Петрозаводск, Кострома, Нижневартовск, Новороссийск, Йошкар-Ола и др.

Товары из группы «Токовые клещи, ваттметры» вы можете купить оптом и в розницу.

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.

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.