Кліщі струмовимірювальні

Струмовимірювальні кліщі — прилад для вимірювання струму без розриву ланцюга в якій вимірюється струм і без електричного контакту з нею. Принцип дії заснований на вимірюванні магнітного поля, породжуваного вимірюваним струмом.

Струмовимірювальні кліщі служать для вимірювання електричних параметрів ланцюга живлення у вигляді фазового кута, потужності, напруги або струму, без порушення функціонування ланцюга і без її розриву.
Велику популярність отримали струмовимірювальні кліщі, які є клещевыми амперметрами для вимірювання змінного струму. Вони призначені для оперативного виміру струму в проводі без виведення з роботи і без розриву ланцюга. Електровимірювальні кліщі використовуються в електроустановках до 10000 вольт.

Принцип роботи сучасних токоизмерительных кліщів заснований на прямому вимірюванні магнітного поля породжуваного струмом у провіднику навколо провідника з допомогою датчика Холла і дозволяють вимірювати струм довільної форми, в тому числі і постійний струм.

Принцип дії:

1. Кліщі на основі трансформатора струму

Принцип дії токоизмерительных кліщів   трансформаторів струму заснований на тому, що струм, що протікає в провіднику створює вихрове магнітне поле, силові лінії якого оточують провідник. На рознімної для можливості введення провідника у вікно магнітопровода, виготовленого з магнітомягкого феромагнітного матеріалу намотана вторинна обмотка, підключена до вторинного электроизмерительному приладу, шкала якого проградуйована в одиницях струму. Таким чином, цей трансформатор струму, має дві обмотки, первинна — один виток це провід з вимірюваним струмом і многовитковую вторинну обмотку.

згідно з законом електромагнітної індукції Фарадея у вторинній обмотці наводиться ЕРС, величина якої прямо пропорційна швидкості зміни магнітного потоку, охоплюваного вторинною обмоткою. Так як величина цього потоку прямо пропорційна вимірюваного струму, то за вимірюваннями цієї ЕРС побічно вимірюють швидкість зміни струму в проводі (похідної за часом), а проинтегрировав цю ЕРС можна отримати справжнє миттєве значення струму в проводі.

Так як такі кліщі застосовуються зазвичай для виміру струмів промислової частоти, частота якої відхиляється незначно від номінальної (50 або 60 Гц), і форма струму близька до синусоїдальної, з достатньою для практичних вимірювань точністю можна вважати, що середньоквадратичне значення цієї ЕРС прямо пропорційна середньоквадратичним значенням вимірюваного струму. Таким чином, вимірявши напругу на вторинній обмотці, можливо визначити діюче значення вимірюваного струму.

2. Кліщі з датчиком Холла

Магнитопровод таких клещей не отличается по конструкции от такового у клещей со вторичной обмоткой, но в размыкаемом зазоре магнитопровода помещают датчик, работа которого основана на эффекте Холла. Первичный ток порождает магнитное поле в магнитопроводе, величина которого прямо пропорциональна току, а не производной тока, как у трансформаторных клещей. Так как ЭДС датчика Холла прямо пропорциональна полю, то по измерениям ЭДС Холла можно косвенно измерить ток в проводе, причём форма тока не имеет значения, например, прямоугольный, произвольной формы или постоянный. Так як ЕРС Холла змінює знак при зміні напрямку поля, такий пристрій дозволяє виміряти не лише величину, а й напрям вимірюваного струму. У деяких моделях таких кліщів передбачена можливість підключення зовнішнього поясу Роговського, що дозволяє вимірювати великі змінні струми (до 3000А) на провідниках великого перетину, наприклад, на шинах розподільних пристроїв.