Ampérmetr

Ampérmetr je přístroj pro měření na sílu elektrického proudu v obvodu . Jednotka měření intenzity je ampér , symbol : .

Typy ampérmetrů

Analogové ampérmetry

Existuje několik hlavních typů:

nejpoužívanější analogový ampérmetr je magnetoelektrický , používá pohyblivý rámový galvanometr . Měří průměrnou hodnotu proudu protékajícího tímto proudem. Pro měření střídavého proudu se k usměrnění proudu používá můstek usměrňovače na diodu , ale tato metoda neumožňuje přesně měřit sinusové proudy;

Feromagnetický (nebo feromagnetické) ampérmetr používá dva měkké železné lopatky uvnitř cívky. Jedna z palet je pevná, druhá je namontována na čepu. Když proud prochází cívkou, obě lopatky se navzájem magnetizují a odpuzují, bez ohledu na směr proudu. Tento ampérmetr proto není polarizovaný (nesignalizuje záporné hodnoty). Jeho přesnost a linearita jsou méně dobré než u magnetoelektrického ampérmetru, ale umožňuje měřit efektivní hodnotu střídavého proudu jakékoli formy (ale nízké frekvence <1 kHz );
tepelný ampérmetr je vyroben z odolného drátu, kterým protéká měřený proud. Toto vlákno se zahřívá Jouleovým efektem , jehož délka se mění v závislosti na jeho teplotě, což způsobuje otáčení jehly, ke které je připojena. Tepelný ampérmetr není polarizovaný. Není ovlivňována okolními magnetickými poli, její indikace jsou nezávislé na formě (střídavé nebo přímé jakékoli formy) a na frekvenci proudu. Lze jej tedy použít k měření efektivní hodnoty střídavých proudů až po velmi vysoké frekvence . Velmi často zahrnuje teplotní kompenzaci určenou k udržení její přesnosti navzdory změnám okolní teploty.

Analogové ampérmetry jsou stále více nahrazovány digitálními ampérmetry. V praxi však pozorování jejich jehly může poskytnout rychlé vizuální informace o změnách měřeného proudu, které digitální displej poskytuje jen s obtížemi.

Digitální ampérmetr

Ve skutečnosti jde o digitální voltmetr, který měří napětí produkované proudem, který se má měřit v rezistoru (nazývaném zkrat ). Hodnota bočníku závisí na použitém kalibru. Použitím Ohmova zákona se naměřené napětí U převede jako funkce známé hodnoty odporu R bočníku na hodnotu A odpovídající proudu.

Speciální ampérmetry

Existují konkrétní ampérmetry:

střídavého proudu svorka je druh elektrického transformátoru , jehož primární část se skládá z vodiče, které chceme zjistit, proud a sekundární pomocí vinutí navinuté na magnetickém obvodu tvořené dvěma čelistmi svěrky. Používá se k měření vysokých střídavých proudů, aniž by se do obvodu vložilo cokoli. Nemůže měřit přímé proudy;
klešťový měřič proudu se senzorem Hallova jevu umožňuje měřit jakýkoli proud (střídavý nebo přímý) a vysoké intenzity, aniž by se zasunul do obvodu nebo jej přerušil. Svorku tvoří magnetický obvod (transformátor proudu), který se uzavírá na polovodičovém čipu. Tato peleta bude vystavena indukci generované drátem (měřený proud). Indukce se měří, protože má tu výhodu, že existuje bez ohledu na typ proudu. Polovodičový čip je vystaven proudu kolmému na indukci, která jím prochází. To vše kvůli Lorentzově síle způsobí posun náboje v peletě, který způsobí potenciální rozdíl, který je úměrný poli a tedy proudu, zpětnovazební systém vyžaduje, aby transformátor pracoval při nulovém toku a c ' je proud pro potlačení toku, který převedený na napětí pomocí převaděče operačního zesilovače poskytuje na svém výstupu napětí, které je obrazem měřeného proudu;
ampérmetry s optickými vlákny : používají se v oblasti EHV (velmi vysokého napětí), velkých proudů a při nedostatečné šířce pásma Hallových senzorů (studium násilných přechodových jevů, u nichž je di / dt vyšší než 108 A / s ). Tato technika měření využívá Faradayův efekt : rovina polarizace světla ve skle se otáčí pod účinkem axiálního magnetického pole. Tento efekt nezávisí na směru šíření světla, ale závisí na směru intenzity;
že intenzity proudu Néel účinek , jsou schopné měřit přímé a střídavých proudů, s vysokou přesností, zda pro slabé nebo silné proudy. Tyto senzory se skládají z několika cívek a jader vyrobených z nanostrukturovaného kompozitního materiálu vykazujícího superparamagnetické vlastnosti , a tudíž nepřítomnost magnetické remanence v širokém teplotním rozsahu. Budicí cívka umožňuje detekovat přítomnost proudu díky modulaci pomocí Néel efektu . Zpětná cívka se používá k dodání měřicího proudu, který je přímo úměrný primárnímu proudu a poměru počtu primárních / sekundárních závitů. Senzor proudu Néelův efekt se proto chová jako jednoduchý transformátor proudu, lineární a přesný.

Pomocí ampérmetru

Montáž

Ampérmetr je zapojen do série v obvodu. To znamená, že musíte otevřít obvod, kde chcete měřit proud, a umístit ampérmetr mezi dvě svorky vytvořené tímto otevřením obvodu.

Směr připojení a polarita

Ampérmetr měří proud protékající ze svorky A (nebo svorky + ) do svorky COM (nebo svorky - ) s přihlédnutím k jeho znaménku.

Jehla analogových ampérmetrů se obecně může vychýlit pouze jedním směrem. To vyžaduje přemýšlení o směru proudu a vyžaduje zapojení ampérmetru tak, aby bylo možné měřit kladný proud: pak zkontrolujeme, zda je + svorka ampérmetru připojena (možná křížením jednoho nebo více dipólů) k + pólu generátoru … a že - svorka ampérmetru je připojena (možná kříží jeden nebo více dipólů) k - pólu generátoru.

Ráže

Nejsilnější proud, který ampérmetr dokáže měřit, se nazývá kalibr.

Všechna moderní zařízení mají více kalibrů: kalibr se mění buď otočením spínače, nebo posunutím zástrčky. Nejnovější zařízení jsou samokalibrační ( autorange v angličtině) a nevyžadují žádnou manipulaci.

Pokud používáte analogový ampérmetr, nepoužívejte měřidlo menší než je aktuální intenzita. To vyžaduje stanovení výpočtem řádu této intenzity a odpovídající výběr kalibru. Pokud nemáme žádnou představu o řádu intenzity, kterou budeme měřit, je žádoucí začít od nejvyššího kalibru, obecně postačujícího. To dává představu o proudu proudícím v obvodu. Poté se jmenovitý výkon snižuje, dokud není dosaženo nejmenšího možného jmenovitého výkonu, přičemž se udržuje hodnota větší než měřený proud. Při změně jmenovité hodnoty je však nutné postupovat opatrně, například odpojením proudu nebo přemostěním ampérmetru během změny jmenovité hodnoty zařízení, zejména pokud je obvod indukční .

Čtení

Čtení z digitálního zařízení je přímé a závisí na zvoleném kalibru.

U analogového ampérmetru se jehla pohybuje na stupnici společné pro několik kalibrů. Přečtená indikace představuje pouze několik dílků. Je tedy nutné z tohoto čísla odvodit intenzitu s přihlédnutím k hodnotě kalibru provedením výpočtu s vědomím, že maximální stupnice odpovídá kalibru:

Naměřené intenzity =

{\ displaystyle {\ frac {G_ {lue}} {G_ {max}}} \ cdot Cal}

{\ displaystyle G_ {číst}}

: promoce číst

{\ displaystyle G_ {max}}

: maximální odstupňování

{\ displaystyle Cal}

: Používán kalibr

Poznámky a odkazy

Lexikografické a etymologické definice „ampérmetru“ počítačové pokladnice francouzského jazyka na webových stránkách Národního střediska pro textové a lexikální zdroje
Laurent 1942 , str. 41-48.
„ Elektrotechnický kurz - Měřicí přístroje “ , na epsic.ch , EPSIC - Odborná škola v Lausanne (přístup 19. prosince 2017 ) .
Laurent 1942 , str. 37-40.
Laurent 1942 , str. 49-54.
Patrick Abati, „ senzory Hall efektu “ , původ: akademie Aix-Marseille , 7. prosince 2001 site = sitelec.org .
François Costa a Patrick Poulichet, Sondy pro měření proudu v výkonové elektronice , Saint-Denis, Technické publikace inženýra ,10. listopadu 2005( číst online ) , s. 6-7.
M. Correvon, „ Elektronické systémy - Kapitola 14 - Měření proudu, převodníky “ [PDF] , na les-electroniciens.com , Ústav průmyslové automatizace - Univerzita aplikovaných věd západního Švýcarska (přístup 7. srpna 2017 ) , str. 14-20.
(in) „ Fiber-optic dc current sensor for the electro -win industry “ [PDF] na abb.com (přístup 19. prosince 2017 ) .
Martine Parésys, "Měření stejnosměrného elektrického proudu bez přerušení obvodu" , Arts & Métiers Magazine , n o 347, červen-červenec 2012, str. 34–35 [PDF] .
Laurent 1942 , str. 159-173.
Laurent 1942 , str. 23.

Bibliografie

: dokument použitý jako zdroj pro tento článek.

René Laurent, Měření praktického elektrikáře , Lyon, Obecný svaz francouzských elektrotechniků, kol. "Elektrikářův průvodce",1942, 2 nd ed. , 341 str. .