Меню

Амперметр переменного тока с датчиком тока



Амперметры переменного тока

Когда речь заходит про измерение тока, 90% обычных людей прежде всего представляет замер напряжения. Но другие параметры электропитания не менее важны. Потому надо разобраться, что из себя представляет амперметр переменного тока.

Особенности

Как нетрудно понять уже по названию, амперметр — это устройство для определения силы тока в амперах или производных кратных (дольных) единицах системы СИ. Конкретная единица измерения определяется точностью каждого прибора. В любую электрическую цепь амперметр включается по последовательной схеме по отношению к обследуемому участку цепи. В результате критически важно внутреннее сопротивление прибора.

В идеале оно должно быть сведено к нулю, чтобы предотвратить воздействие внутренней среды аппарата на объект и не понизить точность промера.

Чтобы расширить пространство измерений, используют шунты либо трансформатор. Шунтами оборудуются те устройства, которые рассчитаны на использование в цепях как постоянного, так и переменного тока. Правила безопасности категорически запрещают использование амперметров при прямом подсоединении к источнику питания. Это неизбежно провоцирует короткое замыкание. Но приборы, измеряющие силу тока, могут иметь различное исполнение — и об этом тоже надо сказать.

Разновидности амперметров

Принято делить их на 3 главных типа конструкций:

  • стрелочный электромеханический;
  • стрелочный электронный;
  • полностью цифровой с современными стандартами индикации измерений.

Стрелочные приборы распространены больше остальных, потому что они отличаются большой надежностью и простотой. Для измерения силы переменного тока могут применять индукционные, детекторные и прочие амперметры, кроме магнитоэлектрических устройств (рассчитанных на постоянный ток). Иногда встречается оснащение аппаратов со стрелочной головкой специальными электронными контурами, которые усиливают передающийся сигнал.

Также электроника позволяет исключать перегрузки, отсеивать посторонние шумы и наводки. За последние годы доля цифровых амперметров заметно выросла, но они все еще остаются «на вторых ролях».

Сама цифровая индикация может быть выполнена на базе как жидких кристаллов, так и светодиодов. Если говорить о стрелочных приборах, то разница между ними касается того, как именно создается вращение стрелки. В электромагнитных аппаратах оно возникает в результате механического действия тока в промежутке между катушкой и движущимся сердечником из ферромагнитного материала. К сердечнику и крепится стрелка. Задание угла поворота происходит, когда становятся равными вращающий момент и сопротивление рабочей пружины.

Отдельного внимания заслуживают щитовые амперметры. По принципу работы они почти не отличаются от других типов. Вместо отдельной «коробочки» используется целый «щит», обеспечивающий стабильность положения прибора. Именно такие устройства востребованы:

  • в производственных цехах;
  • в лабораториях промышленных предприятий;
  • в учебных заведениях;
  • на генерирующих и распределяющих ток объектах;
  • в бортовой аппаратуре транспортных средств;
  • в автоматизированных комплексах;
  • в трансформаторных подстанциях.

Что еще нужно знать про амперметры переменного тока

В практических измерениях силы тока используют 3 основные единицы — собственно ампер, микроампер и миллиампер. Сокращенные обозначения — А, мкА и мА соответственно. По используемой единице измерения выделяют:

  • амперметр;
  • миллиамперметр;
  • микроамперметр.

Шунты, которые раздвигают диапазон измерений, подсоединяют при помощи особых гаек. Подключение шунта к измерительному прибору должно производиться строго до включения питания. Необходимо внимательно следить за соблюдением полярности при подключении, в противном случае прибор «измерит» отрицательное значение силы тока. Электромагнитный амперметр менее чувствителен, чем магнитоэлектрический, но зато подходит как раз для замеров переменного тока.

Что касается ферродинамических измерителей, то они устроены по тому же принципу, что и электродинамические.

Но преимуществом в этом случае будет лучшая защита от негативных внешних факторов. Отпадает необходимость использовать внешние защитные экраны для противодействия наводкам. Сама конструкция — чисто механически — проста и надежна, стабильна при любых нормальных ситуациях. Из-за этого ферродинамический амперметр используют в ответственных отраслях промышленности и на оборонных объектах. Пользоваться им к тому же сравнительно просто, а точность замеров выше, чем у других аналоговых аппаратов.

Свои преимущества есть и у цифрового амперметра. Он находит применение как в производстве, так и в повседневной жизни. Подобные устройства сравнительно невелики, но очень точны. Кроме того, они:

  • имеют меньшую массу, чем аналоговые приборы;
  • не подвержены воздействию вибраций;
  • сохраняют работоспособность после слабого удара;
  • одинаково эффективны в горизонтальном или вертикальном положении;
  • могут переносить довольно значительные колебания температур и давления.

Если нужны максимально точные замеры, следует отдавать предпочтение амперметрам с сопротивлением не более 0,5 Ом. Очень хорошо, когда зажимы контактов подвергаются антикоррозийной обработке. При выборе устройства нужно смотреть и на качество изготовления корпуса. Малейшие механические дефекты там совершенно недопустимы, как и любое нарушение герметичности. Попадание внутрь воды либо водяных паров не только сокращает срок службы амперметра, но и многократно понижает достоверность его показаний.

Что такое амперметр переменного тока, смотрите далее.

Источник

Особенности амперметра переменного тока

26 октября 2019

Время на чтение:

Если взять амперметр переменного тока, можно с легкостью измерить силу тока. Учитываются типы приборов, назначение, маркировка. Важно рассмотреть устройство и схему амперметра.

Читайте также:  Опасная величина силы тока для человека составляет

Амперметр переменного тока

Амперметром постоянного тока называют прибор, который показывает силу тока в цепи. Показатель измеряется в амперах. Из этих данных можно узнать о магнитодвижущей силе, понять электрический потенциал. Изобретателем устройства является И. Швейгер, университетский профессор из Галле. Произошло это еще в XIX веке. И тогда прибор носил название «токовый гальванометр».

Амперметр переменного тока

Что измеряют амперметром

Физическая величина амперметра демонстрирует силу тока в цепи. Ампер привязан к международной системе единиц. Начиная с 1948 года, определена его формула. В ней учитывается магнитодвижущая сила плюс проводимость проводников.

Интересная информация! Есть разделение на кратные и дольные единицы. Опираясь на международное бюро мер и весов, амперметр способен показывать значения в декаамперах, гектоамперах, килоамперах и так далее.

Сфера применения широка, и электрики обязательно держат прибор под рукой. Цифровые, а также аналоговые модификации востребованы в промышленности. Еще встречаются модификации для потребности народного хозяйства. В энергетической области устройства позволяют определить силу тока на выходе у электротехники.

Строители используют приборы на площадках, чтобы провести проводку в домах и сооружениях. Автотранспорт, как известно, также функционирует на электронике. Устанавливая бортовой компьютер, важно знать силу тока. Отдельное направление – научные институты. Работая с радиоэлектроникой, важно подключать электрооборудование. Блоки питания подлежат тестированию, и чтобы проверить регулятор, важно использовать амперметр.

Принципы работы

Принцип работы зависит от типа модификации, а для этого стоит рассмотреть устройство амперметра постоянного тока.

Работа прибора

Основные элементы механической модели:

  • рамка;
  • наконечники;
  • центральная катушка;
  • подключенный сердечник;
  • магнит;
  • пружина.

Если рассматривать магнитоэлектрические модели, они включают следующие элементы:

  • проводник;
  • подпятник;
  • винт;
  • грузики.

Принцип работы механических модификаций построен на полярности подключения к цепи. На стрелку оказывается воздействие магнитного поля. Направление грузика зависит от амплитуды импульсов. При возрастании электричества стрелка отклоняется в левую сторону.

Амперметр – типы

В зависимости от конструкции различают следующие амперметры:

  • электродинамические;
  • ферродинамические;
  • электромагнитные;
  • электрические.

Ферродинамический измеритель

Классификация по способу вывода информации:

  • аналоговые;
  • цифровые.

Если оценивать рынок, предлагается большое количество электродинамических амперметров. Измерители изготавливаются с катушками, имеется ряд особенностей:

  • широкий диапазон работы;
  • подходит для цепи переменного тока;
  • неподвижная катушка;
  • точный контрольный прибор.

Устройства востребованы в лабораториях, частных предприятиях. Они функционируют при частоте максимум до 200 Гц. К слабым сторонам стоит отнести повышенную чувствительность к перегрузкам. Если взглянуть на схему электродинамического амперметра, учитывается использование проводных конденсаторов.

Проводные конденсаторы

Преобладают рабочие резисторы повышенной проводимости. Если есть потребность в приобретении, стоит обратить внимание на измеряемые величины. Также в расчет берется показатель сопротивления. При подключении амперметра в цепи определяется воздействие силы тока от 1 ампера. Эксперты полагают, что электродинамические приборы обеспечивают наиболее высокую точность.

Класс оборудования должен указываться производителем. Также встречаются модели с экранированным, статическим построением компонентов. Если взглянуть на панель, может встречаться различное разделение по амперам.

Важно! Ферродинамический прибор поставляется с подвижными и неподвижными катушками.

  • частотная погрешность;
  • четкая позиция сердечника;
  • широкий температурный диапазон;
  • проблема с намагничиванием;
  • подходит для щитовых установок.

Электрики выбирают их за счет высокого класса надежности. Амперметры данного типа являются компактными. Они способны использоваться на плоской поверхности или монтироваться на рейку. Конфигурация предоставляется с поворотными механизмами либо рядом подшипников. За основу используется пластик, есть варианты с металлической защитой.

Сердечники с дополнительной обмоткой

Сердечники поставляются с дополнительной обмоткой, крепление осуществляется на винтах. Серийные щитовые приборы производятся с замкнутыми магнитопроводами. Сердечник у таких конструкций выполнен в виде сплошного цилиндра, на котором надето кольцо. Подвижная рамка служит в качестве измерительной обмотки.

Сердечник зафиксирован в горизонтальном положении. Также у амперметров используется подшипник качения, который крепится рядом с фланцем. Электромагнитный тип имеет ряд преимуществ:

  • компактность;
  • высокая точность;
  • подвижный сердечник;
  • учет изменения магнитного поля;
  • простота устройств.

Интересно! Амперметры поставляются с ферримагнитными сердечниками, которые установлены по центру.

Катушка может иметь выпуклую либо плоскую форму. В виде обмотки представлена толстая проволока, которая крепится на каркасе. Между элементами предусмотрен небольшой зазор. Под каркасом используется ферромагнитная пластина, расположенная в вертикальном положении. Пружина закреплена в корпусе и служит противодействующей силой стрелки. К числу особенностей стоит приписать такое:

  • нет проблем с перемагничиванием;
  • минимальный угол отклонения;
  • различные измеряемые величины;
  • дешевизна продукции;
  • подходит для щитовых приборов.

Аналоговый амперметр считается устаревшим, однако такое заявление еще преждевременно. Большинство модификаций работают в широком диапазоне, отличаются повышенной точностью.

Аналоговый измеритель

  • масса от 0.2 кг;
  • класс точности 1.5;
  • средний размер 80 на 80 мм.

Аналоговые модели просты в монтаже, используются в пластиковом корпусе. Особенности цифровых амперметров:

  • разнообразие типов;
  • интересный дизайн;
  • различные способы монтажа;
  • высокая точность.

В цепи переменного тока модели демонстрируют стабильную работу. Модули устанавливаются в источниках питания, используются платы на 4–5 выводов.

  • напряжения от 3.5 вольт;
  • максимальный ток до 20 а;
  • вес от 20 грамм;
  • средний размер 40 на 30 мм;
  • минимальная температура – 15 градусов;
  • точность измерения от 0.5 процента;
  • частота обновления 150 мс за один раз;
  • максимальная температура + 70 градусов.
Читайте также:  Коэффициент формы тока тиристора

Цифровые амперметры Emas, Feron, GTM, Hager могут характеризоваться, как профессиональные. Некоторые подходят для лабораторий, другие – востребованы в промышленности.

Амперметры Ам-2 DigiTOP

Прибор данной серии работает в сети переменного тока с частотой не более 50 Гц.

Ам-2 DigiTOP

  • максимальный ток – 50 ампер;
  • электроцепь – однофазная;
  • погрешность не более 1%;
  • максимальная температура эксплуатации 55 градусов;
  • производитель – Украина;
  • минимальная температура – 35 градусов;
  • нижний предел – 1 амперметр.

Установка относится к электронным, есть цифровое табло. Она используется на промышленных предприятиях, где установлено электрооборудование. Прибор может быть монтироваться на рейку шириной в 35 мм. Подключение осуществляется согласно схеме. Для питания конструкции не требуется отдельный аккумулятор, источником энергии выступает сеть.

Амперметр лабораторный Э537

В лабораториях остаются востребованными товары представленной серии. Они служат для измерения силы тока в цепи переменного тока.

Лабораторный измеритель Э537

  • класс точности – 0.5;
  • масса – 1.2 кг;
  • минимальная частота – 45 Гц;
  • длина, ширина –140 на 195 мм.

Прибор выделяется высокой точностью и качеством элементов. В лабораториях его можно подключать к электрооборудованию, значение показывается в миллиамперметрах.

Амперметр СА3020

В среде цифровых приборов выгодно смотрится представленный щитовой вариант. Работает в цепи переменного тока.

Измеритель СА3020

  • минимальная частота – 47 Гц;
  • постоянное напряжение – 120 вольт;
  • потребляемая мощность – 4 В;
  • масса – 0.5 кг;
  • максимальная частота – 65 Гц;
  • напряжение сети – от 85 вольт.

Прибор имеет высокую степень защиты от замыканий, плюс к этому – устройство очень простое в подключении.

Устройство прибора

Цифровой прибор включает в себя плату, дисплей, а также контакт. Если детальнее рассматривать блок управления, предусмотрены следующие компоненты:

  • компаратор;
  • операционный усилитель;
  • регулятор;
  • конденсаторы;
  • резисторная сборка;
  • резонатор.

Шкала и схема амперметра переменного тока

На схеме видны элементы, отвечающие за уровень напряжения. Распространенными считаются варианты с последовательным подключением резисторов. Максимальное падение напряжения происходит на обмотке.

Схема элемента

Интересно! Диоды используются кремниевого типа, они отвечают за стабильность показаний.

Также на схеме показана дополнительная обмотка изоляции. За катушкой трансформатора идут конденсаторы. Кремниевый диод служит для защиты показаний. В сложных схемах амперметр используется с выпрямителями.

Выше описано понятие прибора переменного тока. Рассказана сфера применения, особенности устройств. Показан принцип работы и преимущества конкретных приборов.

Источник

Амперметр переменного тока AD736 и ACS712

В статье рассмотрена схема амперметра действующих (среднеквадратичных) значений переменного тока. Основой схемы является датчик тока (модуль)на основе микросхемы ACS712ELCTR-30A-T. Модуль за недорого можно приобрести на AliExpress. Этот модуль уже был использован в амперметре постоянного тока, схема которого была рассмотрена в статье «Амперметр на микросхеме ACS712». Максимально измеряемый ток амперметром равен тридцати амперам. Схема амперметра приведена на рисунке 1.

Амперметр переменного тока AD736 и ACS712

В качестве индикатора в амперметре применена измерительная головка с током полного отклонения стрелки сто микроампер с гасящим резистором R6.

Работа схемы

При подаче на вывод 1 микросхемы стабилизатора DA2 LM7805 напряжения питания минимум 7,5 В на ее выходе 3 должно появиться напряжение 5 вольт. Это напряжение необходимо для питания микросхем измерительной части устройства – DA3, DA4, DA5. Микросхема DA3 является преобразователем переменного входного напряжения в постоянное напряжение, равное по величине действующему значению переменного на входе. Микросхема DA4 – усилитель выходного сигнала для измерительной головки и он же является масштабирующим усилителем. Микросхема DA5 – конвертор положительного напряжения +5 вольт в отрицательное напряжение -5 вольт. Отрицательное напряжение необходимо для нормальной работы микросхемы DA3. ОУ DA4 в принципе может работать и с однополярным источником питания, но тогда будет большая нелинейность в показаниях при малых измеряемых токах.

При прохождении переменного тока нагрузки через датчик на его выходе появляется переменное напряжение пропорциональное этому току. Для датчика с микросхемой ACS712ELCTR-30A-T коэффициент преобразования тока в напряжение равен 66мВ/А. Таким образом, при тридцати амперах тока нагрузки на выходе мы получим 66мВ х 30А = 1980мВ = 1,98В. А максимальное входное напряжение микросхемы AD736 равно 0,2В. Поэтому в схему введен резистивный делитель, состоящий из R1 и R2, с коэффициентом деления 10 : 1. С выхода DA3, вывод 6, сигнал подается на неинвертирующий вход операционного усилителя DA4 – LM358N. На его выходе стоит конденсатор фильтра С9. Коэффициент передачи данного усилителя зависит от соотношения резисторов R3 и R5. Регулируют данный коэффициент с помощью резистора R3. С выхода усилителя сигнал подается на вольтметр, состоящий из измерительной головки и добавочного сопротивления R6. Теперь немного посчитаем. При токе нагрузки, равному 30А, на выходе усилителя у нас должно быть 3 вольта. Шкала прибора в этом случае будет от нуля до тридцати. Значит, рассчитаем гасящий резистор на это напряжение.

Читайте также:  Категории помещений по возможности поражения электрическим током

Расчет добавочного сопротивления формула

У меня в распоряжении измерительная головка на 100мкА с сопротивление рамки 1200 Ом. Rдоб = (3В – 0,0001А х 1200 Ом) / 0,0001А = 28800 Ом ≈ 30кОм. Для моей головки R6 будет равен 30кОм. Как нарисовать новую шкалу к данному амперметру, можно узнать из статьи «Самодельная шкала приборов».

Настройка прибора

Для настройки данного амперметра нам потребуется контрольный амперметр действующих значений переменного тока или мультиметр, имеющий амперметр переменного тока с функцией RMS. Я пользуюсь UT71D. И так, включаем контрольный амперметр и наш амперметр, например, в цепь чайника скоропостижного разогрева. У них мощность до двух киловатт, для настройки как раз подойдет. Так, сперва прикинем, что у нас будет с уровнями сигнала. С чайником в 2 кВт в цепи протечет ток = 2000Вт/220В ≈ 9А. На выходе ACS712 мы будем иметь = 66мВ/А х 9А = 0,6В. После делителя, на входе DA3, у нас должно быть переменное действующее (RMS)напряжение 0,06В . На выходе DA3 должно быть постоянное напряжение такого же значения – 0,06В. Это входное напряжение для масштабирующего усилителя DA4. На выходе этого усилителя мы должны иметь уже 0,9В. Это будет соответствовать девяти делениям нашей шкалы. Таким образом, коэффициент усиления ОУ должен быть равен 0,9/0,06 = 15. Таким образом, резистор R3 должен иметь значение в районе = 100кОм /15 = 6,66кОм. По уровням у нас все сошлось, теперь резистором R3 точно выставляем значение измеряемого тока в соответствии с показаниями контрольного амперметра.

Вместо модуля с микросхемой ACS712ELCTR-30A-T можно применить другие модули с микросхемами, рассчитанными на тока 5 и 20А при неизменной принципиальной схеме. Соответствующие коэффициенты преобразования для этих микросхем составляют 185 мВ/А, 100 мА/A. Все уровни и соотношения вы уже знаете, поэтому, я думаю, ни каких сложностей возникнуть не должно.

В качестве блока питания можно использовать любой маломощный БП. Можно использовать зарядное от телефона с выходным напряжение не менее 7,5 вольт. Так как измеряемая цепь имеет гальваническую развязку с измерительной частью амперметра, то можно применить и бестрансформаторный блок питания.

Источник

Амперметры цифровые

Амперметр Ам-1

Амперметр Ам-2

Амперметр Ам-3

Амперметр Ам-1м

Амперметр Ам-3м

Амперметр цифровой: применение, характеристики и преимущества

Амперметр, определяющий силу тока в цепи, имеет смысл купить для выполнения разнообразных задач:

  • интеграция прибора в системы, управляющие электрооборудованием;
  • контроль параметров сети переменного тока для корректной эксплуатации техники;
  • обеспечение безопасности электриков;
  • диагностика приборов;
  • настройка технически сложных устройств.

Современные амперметры, оснащенные цифровыми табло, постепенно вытесняют аналоговые устройства, демонстрируя множеством преимуществ:

  • высокую точность;
  • устойчивость к помехам;
  • продолжительную эксплуатацию без калибровки;
  • амперметр цифровой может подсоединяться к цепи прямым включением;
  • объективность считываемых показаний — глядя на стрелку аналогового прибора под углом, пользователь увеличивает погрешность измерений, цифровое табло исключает разночтения.

Выбирая электронный амперметр, следует учесть основные характеристики прибора:

  • пределы измерений;
  • тип трансформатора тока (внешний или встроенный);
  • погрешность;
  • способ монтажа;
  • дискретность индикации.

Цена устройства может варьироваться в зависимости от набора параметров и поставщика, предлагающего электрооборудование.

Амперметр переменного тока находит широкое применение везде, где используется электричество: на предприятиях, в школьных и научных лабораториях, в системах ЖКХ и даже в быту.

Амперметр щитовой

Используемая в каждом доме бытовая техника предъявляет определенные требования к качеству электричества. Компактный амперметр щитовой на микроконтроллере позволяет определять силу тока в бытовых условиях, помогая наладить систему контроля, обеспечивающую правильную эксплуатацию электроприборов.

Измерители силы тока высокой точности, монтируемые в щиток, могут применяться на предприятиях и, своевременно оповещая управляющие цепью системы, предохранять дорогостоящее оборудование от сгорания.

Компания DigiTOP поставляет следующие щитовые модели: АМ-1м (для однофазной сети) и АМ-3м (для трехфазной). Устройства комплектуются внешними трансформаторами тока.

DigiTOP предлагает выгодно купить амперметры по доступным ценам в Москве и регионах

Производитель DigiTOP предлагает широкий спектр моделей индикаторов переменного тока, характеристики и фото которых демонстрирует электронный каталог сайта. Помимо щитовых вариантов приборов в интернет-магазине можно приобрести устройства, монтируемые на DIN-рейку:

  • АМ-1 — поставляется с внешним трансформатором тока;
  • АМ-2 — индикатор для однофазной сети со встроенным трансформатором;
  • АМ-3 — предназначен для трехфазной сети с внешними трансформаторами тока.

Любой амперметр, купить который можно у производителя DigiTOP, подвергается жесткой проверке перед поступлением в продажу, поэтому потребитель получает гарантированно качественный сертифицированный продукт, полностью соответствующий заявленным характеристикам.

Политика DigiTOP дает возможность клиентам купить цифровой амперметр переменного тока по доступной цене, не увеличенной посредниками. Компания с помощью своего представителя (ООО «Росток-Электро») осуществляет доставку по РФ (Москва и регионы) в кратчайшие сроки.

Источник