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Date 2022-06-08
Title 【Karma小學堂】電流鈎錶原理
電流鈎錶
 
除了電壓和功率之外,電流是電氣工程中最重要的參數。然而,當人們試圖測量電流時,就會出現問題,因為直接測量需要將測量設備插入電路中。這不僅會篡改測量結果並造成安全風險,而且往往一開始是不可能的。例如,如果您想知道通向冰箱的電源線中流過多少電流,您不能簡單地將電纜切成兩半並在其間插入測量設備。這當然會損壞電源線並導致冰箱中的食物過期。
為了滿足這些情況,有所謂的電流鈎錶。他們可以在不接觸和不斷開電路的情況下測量電流。以下段落解釋了可用的電流鈎錶類型及其工作原理。
交流電流鈎錶
人們經常區分兩種類型的電流鈎錶,交流電流鈎錶和直流電流鈎錶。交流電流鈎錶,顧名思義,只能用於測量交流電。這是由於它們的工作原理與電流感測器相同。嚴格來說,交流電流鈎錶實際上是真正的電流互感器,初級繞組只有一匝——被測電源線。
下圖顯示了交流電流鈎錶的結構:
 
測量交流電流的工作原理
操作如下:
  1. 電力電纜中的電流在電纜周圍產生磁場。這是安培定律,也是自然的基本定律。
  2. 現在用圓形電流鈎錶封裝電源線。由於電流鈎錶的鐵芯由具有良好導磁率的材料組成,因此磁場“流過”該鐵芯。
  3. “交流”磁場(由於交流電)現在在次級線圈(也纏繞在鐵芯周圍)中產生更多電流。這是根據感應定律發生的。感應電流通常遠小於待測電纜中的電流。
  4. 現在可以像往常一樣測量次級電路中的電流。在大多數情況下,測量設備本身的電源就是這個二次電流,因此您不需要額外的電池或蓄電池來操作。
但是,要記住的重要一點是:電流鈎錶通過檢測導體電纜的變化磁場來間接測量電流。您可以在我們關於電流感測器的文章中了解有關交流電流鈎錶如何工作的更多信息。
直流電流鈎錶
與交流電流鈎錶不同,直流電流鈎錶通常可以測量所有類型的電流。直流電流在其中流動的導體僅產生靜態、恆定的磁場。這不能通過交流電流鈎錶測量,因為它們需要“交變”磁場。為了實現直流電流鈎錶,還需要能夠測量靜磁場的感測器。霍爾感測器屬於這些。
您可以在這裡看到這種帶有霍爾感測器的直流電流鈎錶的結構:
 
測量直流電流的工作原理
如您所見,霍爾感測器放置在導磁芯的間隙中。結果,磁場直接流過霍爾感測器。
問題和缺點
如前所述,電流鈎錶用於電流的間接、非接觸和安全測量。然而,與生活中的幾乎所有事物一樣,電流鈎錶也有其缺點。例如,雖然電流鈎錶對於測量單根電纜非常有用,但在同時測量多根電纜時會提供不正確的結果。例如,如果兩條電流方向相反的電源線相互纏繞,則測量結果為0 A。但為什麼呢?
答案是這樣的:兩個導體都會產生磁場,但相反的電流也會產生相反的磁場。因此,兩個電流的磁場相互抵消,電流鈎錶(包圍兩條電源線)確定 0 A 的電流。
當然,也有特殊的電流鈎錶可以同時測量多條導體電纜。然而,這些通常非常昂貴並且也相當不准確。
電流鈎錶也可用於各種測量範圍。幾乎沒有上限。通常,它們的測量範圍高達 600 A,但四位數範圍內的值也是可能的。唯一的限制是向下,因為磁場會變得非常弱。
DEWETRON 的電流鈎錶
您是否正在為您的測量系統尋找感測器?那麼你來對地方了。DEWETRON 是高精度和模組化測量系統的製造商。此外,我們還提供各種感測器,包括電流鈎錶。
我們提供的電流鈎錶是通用直流電流鈎錶,因此可用於直流和交流。它們的內徑為 20-50 毫米。它們具有高達 1000 A 的測量範圍、0.3 % 的精度和高達 1000 kHz AC 的頻率範圍,是各種應用的完美選擇。
 
DEWETRON 的電流鈎錶
我們的DEWETRON 測量和測試系統,包括一體機、主機和前端,是您新電流鈎錶的完美搭配。使用種類繁多的 TRION(3) DAQ 模組卡,您可以根據自己的需要調整系統。例如,我們的TRION(3)-18xx-POWER-4 DAQ 板非常適合電流鈎錶。
 


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