Мультиметр с клещами как пользоваться

В статье рассматривается устройство токовых клещей, их использование для измерения переменного и постоянного тока без разрыва электрической цепи, приводятся методики осуществления измерений, сравнение наиболее распространенных моделей, рекомендации по выбору.

• Зачем нужны клещи токовые
• Методы измерения
• Токовые клещи переменного тока
• Токовые клещи постоянного тока
• Измерение токовыми клещами
• Измерение тока, протекающего по одному проводнику
• Одновременное измерение тока, протекающего по нескольким проводникам
• Усиление слабых сигналов
• Разновидности токовых клещей, их достоинства и недостатки
• Токовые клещи со стрелочной индикацией
• Токовые клещи с цифровой индикацией
• Токовые клещи для подключения к мультиметрам и осциллографам
• Высоковольтные токоизмерительные клещи
• Дополнительные возможности токовых клещей

Зачем нужны клещи токовые

Провести измерение протекающего по проводникам переменного или постоянного тока не разрывая электрическую цепь, можно только с помощью токовых клещей. Это позволяет контролировать потребляемую различными установками и приборами силу электрического тока без остановки работы оборудования и выполнения дополнительных монтажных работ. Благодаря этой особенности токовые клещи являются вторым по востребованности после мультиметра прибором в арсенале профессионального электрика.

Наиболее распространенная конструкция токовых клещей:

• Магнитопровод в форме клещей.
• Кнопка раскрытия магнитопровода.
• Переключатель методики измерения.
• Электронный дисплей.
• Гнезда для подключения щупов.
• Кнопка фиксации в памяти прибора результатов измерения.

Методы измерения

Для изготовления токочувствительной части данного прибора используется два типа чувствительных элементов, выполненных на базе датчика Холла или специального трансформатора. В зависимости от типа анализатора, токовые клещи могут измерять либо переменный и постоянный, либо только переменный ток. Рассмотрим принцип их работы боле подробно.

Токовые клещи переменного тока

Данные токовые клещи являются наиболее распространенными, что связано с простотой их конструкции и низкой стоимостью. Принцип их работы основан на использовании эффекта трансформаторного усиления сигнала.

Измерение производится очень просто:

• В раздвижной магнитопровод заводится проводник, на котором необходимо измерять ток.
• Этот проводник для намотанной на магнитопровод катушки является первичной обмоткой трансформатора.
• В зависимости от величины переменного тока, протекающего через проводник, будет изменяться напряжение на выходе измерительного элемента.

Токовые клещи постоянного тока

Данные приборы появились после обнаружения так называемого эффекта Холла — изменение напряженности магнитного поля в проводнике, через который протекает электрический ток, способствующий формированию в точке измерения потенциала, соответствующего величине приложенного к полупроводнику магнитного потока. На базе этого эффекта разработан специальный датчик, чувствительный как к переменному, так и постоянному магнитному полю.

Дополнительным преимуществом использования датчика Холла является его быстродействие, что позволяет использовать приборы, построенные на его базе, для выявления коротких бросков тока.

Измерение токовыми клещами

Существует несколько методов измерения протекающего через проводник тока.

Измерение тока, протекающего по одному проводнику

Это наиболее распространенный способ измерения. Проводник заводится в магнитопроводные клещи, которые располагаются под прямым углом к плоскости проводника. На приборе выставляется требуемый диапазон измерения. Величина измеренного тока будет выведена на экран прибора.

Одновременное измерение тока, протекающего по нескольким проводникам

Если в магнитопровод токовых клещей завести сразу несколько проводников, то прибор измеряет разностную величину протекающего по ним тока. Например, если для сети 220 В производить одновременное измерение тока на «фазе» и «нуле» одной цепи, то прибор покажет ток утечки в нагрузке.

Усиление слабых сигналов

Для измерения малых величин тока допускается усиливать подаваемый на датчик сигнал за счет намотки проводника на магнитопровод прибора. При этом реальное значение протекающего по нему тока определяется путем деления полученного на индикации прибора значения тока на количество сделанных проводом витков.

Разновидности токовых клещей, их достоинства и недостатки

Токовые клещи со стрелочной индикацией

Данный тип приборов один из первых, в котором стали использовать трансформаторные системы измерения переменного тока с изменяемым количеством витков на вторичной цепи.

Достоинства:

• прибор обладает минимальной стоимостью, в рабочем диапазоне частот с высокой точностью измеряет действующую величину тока.

Недостатки:

• может работать только в узком диапазоне частот.

Использование стрелочной индикации делает его чувствительным к ударам и снижает точность измерения.

Токовые клещи с цифровой индикацией

Большинство современных приборов выпускаются с микроконтроллерной системой обработки сигналов, это позволяет упростить считывания показаний прибора, использовать автоматическую калибровку диапазона измерения, организовать запись измеренной величины тока в память прибора.

Достоинства:

• прост в обращении.

Недостатки:

• низкая точность измерения тока, отличающегося по форме от синусоиды.

Токовые клещи для подключения к мультиметрам и осциллографам

Данная разновидность измерительных приборов используется для расширения возможностей уже имеющихся приборов (мультиметров, осциллографов и т. д.). Основной их особенностью является отсутствие на корпусе прибора индикации измеряемого сигнала.

Достоинства:

• высокоточное измерение параметров.

Недостатки:

• для работы необходим дополнительный прибор для индикации.

Высоковольтные токоизмерительные клещи

Для работы с высоковольтными цепями с напряжением свыше 1000 В используются специальные приборы с улучшенной электрической изоляцией, гарантирующей безопасность работника во время осуществления измерений. Такие приборы позволяют контролировать ток на различных трансформаторных подстанциях и распределительных узлах.

Достоинства:

• возможность работы с высоковольтным оборудованием.

Недостатки:

• возможность измерения только переменного тока в узком диапазоне частот.

Дополнительные возможности токовых клещей

Поскольку в составе цифровых токовых клещей уже есть АЦП, использующийся для обработки аналоговых сигналов, большинство производителей делают данный прибор универсальным, добавляя в него возможность измерения напряжения и сопротивления цепи, температуры и т. д.

Многие приборы сочетают в себе возможности полноценного мультиметра и токовых клещей, при этом их стоимость лишь незначительно выше аналогов, но на порядок дороже аналогичных по классу мультиметров.

Тип прибора Измерение переменного тока Измерение постоянного тока Доп. возможности Стоимость, руб. АТА-2500 Токовые клещи-адаптер + + — 6300 Клещи электроизмерительные YATO YT-73091 + — + 2500 Токовые клещи VA318 + + + 11000 Клещи токоизмерительные Ц4502 до 750 А + — — 10000

Осуществляя выбор токовых клещей, необходимо определиться с их возможностями (измерение переменного или переменного и постоянного тока), формой (приставка или полноценный прибор, спецформа и т. д.), с необходимой точностью измерения, диапазоном рабочих частот, наличия у прибора нужных для работы дополнительных функций. Только сопоставив желаемый функционал и финансовые возможности, можно сделать приобретение наиболее практичного и удобного прибора.

Источник: zen.yandex.ru

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.

Источник: EvoSnab.ru

Основное назначение электроизмерительных клещей

Электроизмерительные клещи в основном используются для замера показателей силы тока в проводнике. Именно силы тока в проводнике, а не кабеле. Эта особенность обусловлена принципом функционирования этого прибора. На этом остановимся немного позже, а сейчас рассмотрим функционал измерительных клещей.

Функционал данного прибора в значительной мере похож на мультитестер, но здесь есть одно отличие, которое заключается в измерении именно показателей электрического тока:

1.Для измерения величины электротока используются клещи, а не щупы как в тестере. Благодаря такой особенности для замера не нужно разрывать электрическую цепь.

2.Пределы измерений – до 1000 Ампер.

В остальном использование электроизмерительных щипцы идентично применению тестера.

Основные элементы измерительных клещей:

• разъемный измерительный трансформатор – клещи;
• рукоятка для размыкания щипцов;
• корпус прибора;
• переключатель функций и диапазонов;
• выходные разъемы;
• кнопка для фиксации замеров.

Переключатель устройства имеет несколько режимов измерений:

• переменный ток – ACA;
• постоянный ток – DCA;
• переменное напряжение – ACV;
• постоянное напряжение – DCV;
• прозвонка – значок сигнала;
• проверка диодов – значок диода;
• сопротивление – греческая буква омега.

Принцип подключения проводов к разъемам:

• разъем «VΩ» — красный провод;
• разъем «COM» — черный провод;
• разъем «EXT» — измеритель изоляции.

С этим вопросом вроде разобрались, можем переходить к следующему.

Принцип работы измерительных клещей

Принцип работы электроизмерительных клещей во многом похож на работу подстанции – имеется измерительный трансформатор и прибор для замера электрических параметров: тока, напряжения и т.п. Как вы знаете, любой, в том числе и измерительный, трансформатор состоит из двух и более обмоток.

В электроизмерительных щипцах первой обмоткой является проводник, измерение силы тока которого мы производим. Вторая обмотка с большим количеством витков находится в самих щипцах. Прибор анализирует ток во вторичной обмотке и с учетом известного коэффициента трансформации высчитывает величину электротока в проводнике.

На рисунке ниже можно наглядно посмотреть принцип работы этого измерительного устройства.

Стоит отметить, что измерения тока электроизмерительными щипцами не сложное и очень удобное занятие. Нужно всего лишь установить на рукоятке необходимую величину, разомкнуть рукоятки, пропустить в клещи проводник и отпустить одну рукоятку.

В чем разница между мультиметром и электроизмерительными клещами?

Основной и, наверное, ключевой разницей между этими устройствами является возможность измерения силы тока в проводнике бесконтактным способом, в случае с клещами. В целом же, функционал обоих приборов похож, конечно, мультиметр более богат в этом плане, но для нужд электрика, а тем более, новичка или любителя, вполне достаточно и щипцов.

Источник: electrikagid.ru

Общая информация

В ряде случаев такой подход неприемлем, например, если надо измерить значение тока в действующей электроустановке. Технологический процесс обслуживания электрооборудования, в частности, распределительных шкафов, подразумевает регулярный контроль величины протекающего тока по разным участкам цепей, в разных фазах. Установленные на распределительных шкафах стационарные приборы не всегда дают полную картину, особенно в случае возникновения неисправностей или при устранении повреждений.

Исходя из указанных требований, разработаны устройства – клещи токоизмерительные, предназначенные для косвенного измерения силы тока без разрыва цепи. Такие приборы базируются на основном законе электротехнике, законе Ома, который определяет прямую зависимость силы тока от напряжения при известном сопротивлении цепи и на законе электромагнитной индукции. Таким образом, измеренное значение напряжения однозначно соответствует определенному значению тока, а напряжение можно измерять без разрыва цепи.

Токоизмерительные клещи представляют собой трансформатор с разъемным сердечником. В цепь вторичной обмотки включен вольтметр, проградуированный и откалиброванный в значениях силы тока, а в качестве первичной обмотки выступает проводник, в котором нужно измерять значение тока. Проходя через измеряемый проводник, ток создает вокруг себя магнитное поле, которое наводит ЭДС индукции во вторичной обмотке трансформатора. Значение ЭДС имеет полное соответствие измеряемому току.

Такой трансформатор еще называют трансформатором тока, и его стационарные варианты широко применяются в системах измерения токов, преимущественно большой величины.

Разновидности

Несколько классификаций инструмента вызвано обилием параметров для сравнения. Поскольку токоизмерительными клещами пользуются для работы в мощных цепях с высоким напряжением, то основное подразделение основано на требованиях техники безопасности. Деление таково:

• Одноручные электроизмерительные клещи, предназначенные для работы в цепях с рабочим напряжением до 1000 В. Инструмент снабжен клавишей, предназначенной для раздвигания частей магнитопровода трансформатора тока. Прибор предназначен для управления одной рукой, имеет малые вес и габариты. Класс защиты устройства соответствует рабочему напряжению до 1000 В;

• Двуручные электроизмерительные клещи. Данный инструмент обеспечивает работу в цепях переменного и постоянного напряжения величиной от 2000 В до 10 кВ. Имеет большие габариты за счет мощной изоляции и предназначен для работы двумя руками, поскольку рукоятки управления магнитопроводом имеют большую длину.

Обе разновидности могут иметь различную систему индикации измеряемого параметра:

• Аналоговые (стрелочные) измерительные клещи. Наиболее старая разновидность, не утратившая актуальность и в настоящее время, благодаря целому ряду преимуществ: малая инерционность стрелочного указателя, позволяющая контролировать и измерять короткие всплески тока, отсутствие дополнительного питания для внутренней схемы. Недостатки тоже есть, и они существенные: чувствительность к тряске и ударам, необходимость соотносить показания стрелочного индикатора и масштабного коэффициента переключателя пределов измерения;
• Цифровые электроизмерительные клещи. Основное преимущество – индикатор высвечивает реальное значение измеряемого параметра, избавляя пользователя от необходимости преобразования величин. Переключатель пределов измерения лишь корректирует показания индикатора для большего удобства считывания. Самый большой недостаток цифровых индикаторов – зависимость от источника питания, поскольку содержат внутри сложную электронную схему на цифровом микроконтроллере. Задержка времени установления показаний не позволяет измерять параметры коротких импульсов. Недорогие модели характеризуются слабой защищенностью от электромагнитных полей, что приводит к погрешностям измерения.

Работа в электрических цепях не ограничивается лишь измерением тока, важны и остальные электрические параметры сети, в связи с чем возник целый класс комбинированного инструмента на базе токовых клещей:

• Фазометры. Служат для определения фазировки проводов в многофазных цепях;
• Ваттметры. Приборы, измеряющие потребляемую мощность;
• Вольтметры. Приборы для измерения значений напряжения на элементах цепи;
• Мегаомметры. Приборы для контроля сопротивления изоляции, что особенно важно в цепях высокого напряжения.

Наличие комбинированного инструмента не снижает его надежности, поскольку единым остается только устройство индикации, а для измерения дополнительных параметров служат дополнительные вводные клеммы и схемотехнические элементы. С другой стороны, клещи мультиметр существенно улучшают удобство пользования и убирают необходимость иметь при себе набор различных измерительных приборов.

Появившись впервые, электроизмерительные клещи способны были измерять только переменный ток, что обусловлено принципом работы трансформатора. Обойти принципиальные ограничения и создать токовые клещи постоянного тока помогли достижения электроники в лице датчиков Холла.

Как пользоваться токовыми клещами

Электроизмерительные клещи, как и другой измерительный инструмент, требует соблюдения определенных правил, которые делятся на две большие группы:

• Правила техники безопасности при работе в электроустановках. Данные правила не зависят от типа инструмента и базируются на нормативной документации. Несоблюдение правил техники безопасности чревато травмами и гибелью людей, повреждениями оборудования и авариями. Последствия нарушений могут повлечь за собой как дисциплинарную и административную, так и уголовную ответственность;
• Инструкция пользователя на соответствующий прибор или инструмент.

Вне зависимости от типа конструкции, порядок измерений заключается в следующем:

• Кнопкой или рукоятками разводят губки клещей;
• Заводят проводник, в котором измеряют ток между губками и сжимают их;
• По показаниям прибора отсчитывают значение тока.

Как правильно пользоваться токоизмерительными клещами, как выбирать пределы измерений, как пользоваться встроенным тестером, подробно описано в инструкции по эксплуатации на каждую конкретную модель инструмента.

В последнем случае можно измерить значение утечки тока, но обычно они находятся вне пределов чувствительности токовых клещей.

Измерение в цепях постоянного тока

Клещи для измерения тока на основе токового трансформатора могут измерять только переменный ток в определенном диапазоне частот. Это связано с принципом работы трансформатора. Для измерения постоянного тока используют инструмент на другой основе.

Электроизмерительные клещи постоянного напряжения используют при измерениях эффект Холла, который регистрируется миниатюрным полупроводниковым датчиком.

Если позволяет гибкость, длина и изоляция проводника, то можно обмотать им губки клещей, сделав несколько витков. После этого измеряется ток, и полученное значение делится на количество витков.

Выбор инструмента

В продаже можно встретить большое множество инструментов для работы в электрических сетях. Выбирая себе токоизмерительные клещи, нужно ориентироваться на свои потребности и навыки. Начинающему электрику не нужен дорогой профессиональный инструмент со множеством дополнительных функций. Большая часть дополнений практически никогда не будет востребована. Да и для профессионалов многие дополнения не всегда нужны. В тех редких случаях гораздо проще воспользоваться специализированными приборами, гарантирующими высокую точность измерений.

Сильно дешевый инструмент должен насторожить покупателя своим качеством. Сейчас на рынке товаров различного назначения можно встретить множество поддельных и контрафактных товаров. Пользоваться таким инструментом опасно, да и ориентироваться на его показания стоит с большой долей скепсиса. Инструмент подпольных производителей зачастую можно отличить не только по низкой стоимости, но и по качеству сборки. Некачественный пластик, плохо зачищенные следы литья на рукоятках, люфты в подвижных частях и разболтанные клеммы говорят о том, что от покупки следует воздержаться.

Источник: superfb.site