使用鉗式三用電表測量小電流

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典型的鉗式電流表設計用於測量大電流。例如 Jonard ToolsACM-1000 鉗式電流表,該儀器能夠完美測量高達 1000A 的交流或直流電流。然而,有時我們想要測量小得多的電流。本文介紹的技術可以幫助您提高儀表的解析度和靈敏度,以適應較小的電流。

圖 1:以 Amprobe/Fluke 的 AMP-330 鉗式電流表作例,其中 10 線環路穿過孔徑。實際讀數約 500mA。

鉗式電流表介紹

鉗式電流表用於測量流過導線的電流。它透過感應導線周圍的磁場強度來實現測量。粗略地說,電流表可以理解為電流互感器,其中一根導線穿過一次側。隨著一次側電流(導線穿過孔徑)的增加,二次側電流也會增加,電流表會測量並顯示該電流。實際上,通常使用一個或多個霍爾效應感測器(半導體磁感測器)來測量磁場。

鉗式電流表的最大優點是能夠在不干擾電路的情況下測量電流。鉗口可以打開,直接套在一根大直徑導線上。

技術提示:記得要將一根導線穿過電流表的鉗口。例如,我們可以測量火線或迴線。假設沒有接地故障,則兩根導線的電流相同。新手常犯的一個錯誤是將兩條導線都放入鉗口,結果電錶讀數為零。在這種錯誤的設定中,每根電線中的磁場具有相反的「極性」,導致磁場幾乎抵消。

測量小電流

設計用於測量 1000A 電流的儀表存在一個問題,即難以分辨小電流。解決方法是增加儀表測量的電流。只需將導線穿過儀表孔徑 N 次即可輕鬆實現。

從儀表的角度來看,這是一個乘法過程,儀表顯示的是導線電流乘以導線穿過閉合鉗口的 N 次。

例如,

  • 假設導線電流為 2.5A

  • 將導線穿過儀表孔徑四次

  • 儀表將顯示 10A

  • 將儀表讀數除以導線穿過次數,即可得到真實讀數 2.5A

實際操作中,如圖 1 所示,將導線穿過電錶 10 次可能更方便。這樣計算起來比較簡單,因為我們只需將電錶讀數除以 10 即可。圖 1 所示的 4.96A 電流實際為 0.496A RMS。

如果您打算測量消費性設備的電流,您可能會對圖 2 所示的線路分配器感興趣。這兩個視窗可以方便地存取單圈和十圈的導線環路。

圖 2TPI (Test Products Int)A202 線路分配器包含 10 圈環路,可輕鬆測量消費性設備的電流消耗。

技術提示:這種多路技術通常適用於所有需要導線通過的電流測量設備。匝數取決於電流感測器的限制(飽和度)。務必注意突波電流和其他電流尖峰。持續存在的磁滯效應可能會導致不良的測量偏移。

安全

如果不討論安全性,那麼大功率測試設備的討論就不完整。

\color{red}\Huge \fbox{警告}

對於剛接觸高功率電氣系統的讀者,我們應該花點時間去認識自身行為的嚴重性。一個錯誤可能造成金錢、生產時間損失、設備損壞、火災,甚至人員傷亡。

所有涉及機械或高壓系統的工作,首先要滿足以下關鍵規定:

  • 您具備從事此項工作的資格;

  • 您了解與工業系統相關的風險,包括但不限於電擊、電弧和爆炸、機械、纏繞、化學、高溫、液體噴射和火災。

  • 您已將某台設備的非標準改裝或操作告知您的主管;

  • 您與您的主管和其他必要人員在進行工作前已進行風險評估和安全分析;

  • 您已製定適當的上鎖掛牌(Lock Out Tag Out,LOTO)流程;

  • 您遵守所有適用的雇主及當地區準則。

總結

在結束本文之前,請仔細查看圖 2 中的線路分配器。分配器的規格書指出,X1 和 X10 視窗周圍有一個「測試區域」。

為什麼?

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