DIY prúdový senzor. Jednosmerná prúdová svorka - nástavec multimetra pre domácich majstrov. Popis. Výhody prúdových snímačov v moderných obvodoch

Prúdové svorky umožňujú merať prúd bezkontaktným spôsobom - jednoduchým uchopením tohto vodiča. Striedavé svorky sa zvyčajne vyrábajú na základe prúdového transformátora, vyrábajú sa veľmi dlho a stoja cent. Jednosmerné svorky sú založené na lineárnom hallovom snímači (snímačoch) a sú dostupné za cenu nie tak dávno. Vo všeobecnosti možno kliešte rozdeliť na kliešte na výmenu a kliešte na trvalé použitie a podľa ich konštrukcie - na samostatné a nadstavce. Spomedzi samostatných lacných AC/DC môžem menovať ut210e, ms2108A a medzi konzolami o niečo drahšiu appa 32, hantek cc65/cc650 a tu je „nový hráč“ v nižšej cenovej kategórii – Holdpeak.

Vo všeobecnosti boli kliešte pôvodne navrhnuté tak, aby boli spárované s multimetrom - na samotnom voliči je zodpovedajúca poloha. Ale v princípe môžu pracovať s akýmkoľvek iným testerom alebo aj osciloskopom, pretože produkujú napätie priamo úmerné meranému prúdu - 1mV zodpovedá 1A.

Kliešte majú rozmery 175x80mm (bez bočného tlačidla, ktorým sa otvára „ústa“), hmotnosť cca 300g, dĺžka drôtu 70cm.

Súprava obsahuje kus papiera, ktorý ani nemôžem nazvať návodom. Hovorí to asi takto: pripojte svorku k testeru, zapnite ho, vyberte na testeri režim „svorka“, prepnite svorku a tester do príslušného režimu AC/DC, stlačte tlačidlo REL na testeri – a zmerajte . Žiadne čísla, chyby, limity – nič. Pokyny od HP890cn však sľubujú 2,5 %/3 % +5 pre jednosmerný a striedavý prúd.

Na prednom paneli sa nachádza tlačidlo napájania, LED indikujúca stav zapnutia a tlačidlo AC/DC. Pri pohľade do budúcnosti poviem, že rozdiel medzi striedavým a jednosmerným prúdom je v kondenzátore zapojenom do série a trimre pre striedavý a jednosmerný prúd sú odlišné.

Napájanie korunkou, odber prúdu 4,4mA

Výstupný signál - 1mV=1A

Vnútorný svet je jednoduchý a nenáročný - LDO 7550 na 5V, +5V na -5V prevodník 7660 a operačný zosilňovač TL062

Na zadnej strane dosky sú tri trimovacie odpory, tlačidlá a LED dióda napájania.

Ďalšie informácie

pár fotiek s utesnenými mikroobvodmi a spínačom:

Schéma (ak som niečo nepokazil):

Názvy mikroobvodov, tlačidiel, konektorov sú ľubovoľné (napríklad namiesto 7550 som nakreslil 78L05, konektory boli vybraté na základe počtu kontaktov atď.). Kondenzátory u rezistorov som neodpájkoval ani neprezvonil, sú na nich uvedené nápisy a ich prevod do reálnej hodnoty (pretože pre 0603 s presnosťou 1% nie je označenie číslica-číslica-násobič, ale celá tabuľka; )

Ak tomu dobre rozumiem (a s vysokou pravdepodobnosťou sa mýlim), VR1 nastavuje počiatočný offset, teda upravuje nulu a VR2 a VR3 kalibrujú konštantne a premenne.

AC režim sa líši okrem iného aj výstupným obvodom a potenciometrom – sériovo zapojeným kondenzátorom. Prečo je to potrebné - pokiaľ ide o mňa, existuje veľké tajomstvo. Zjavne, aby sa prerušilo neustále premiestňovanie, ktoré je nevyhnutné v svorkách na Hallových senzoroch. Ako sa to bude líšiť od prepnutia testera do režimu AC - ani neviem. Pokiaľ ide o mňa, bolo by lepšie, keby na tento účel zaviedli trimmer a rýchlo ho nastavili na 0 natrvalo.

Teraz merania. Ako som už písal v nadpise, svorky sú určené pre vysoké prúdy. Preto pri nízkych prúdoch nebude presnosť, ale napriek tomu sa pokúsime skontrolovať.

Trvalé:

Zmeniť:

Ako vidíme, ak je presnosť počas pravidelného obdobia stále celkom dobrá, potom počas prestávky nie je vôbec dobrá. mne vsak moc nejde o meranie striedavych a uz vobec mi nejde o take vysoke prudy, takze pre mna osobne to nie je problem, ale ak tomu spravne rozumiem, da sa na prianie upravit ( ?) pomocou VR2 a VR3, čo som urobil pre jednosmerný prúd, hoci som nefotil. Ale s referenčným testerom to vyšlo nie viac ako +-0,1A pri uvedených prúdoch, čo považujem za celkom dobrý výsledok. No na takéto prúdy nie sú určené. Potrebujú desiatky a stovky ampérov – tam sa ukážu presnejšie a „otvoria sa naplno“.

Teraz - malé zlepšenie. Keďže som plánoval použiť tieto svorky na diagnostiku, najmä meranie štartovacieho prúdu, rozhodol som sa nahradiť drôt konektorom. No, hneď poviem, že som túto úlohu ešte neskúšal - nebola príležitosť, čas a túžba. ;)

Aby som to urobil, odpájkoval som drôt, prispájkoval som k nemu konektor tulipán-samec a vložil som do klieští zodpovedajúcu zásuvku. Pre montáž objímky som telo navŕtal 10mm vrtákom, potom som zobral plastovú platničku s rozmermi cca 10x20x1,5mm, vyvŕtal do nej otvor s priemerom 6mm, priskrutkoval k nej objímku a vložil do korpusu - medzi telo a bývalá drôtená svorka:

Pokiaľ ide o mňa, nebolo to horšie a okrem toho bolo možné pripojiť sa pomocou „štandardného“ kábla. Môžete samozrejme nainštalovať BNC konektor, alebo do tohto konektora zapojiť adaptér. Nebudú tu žiadne vysoké frekvencie, takže o BNC konektory akosi núdza nie je.

Po tejto úprave sa môžete pripojiť k osciloskopu. Aby som to urobil, zostavil som kľúč na nejakom poľnom závode, ktorý som spustil z externého generátora a naložil na výkonný odpor. Je jasné, že to všetko nie je vážne, ale čo to je - to je:

Ako vidíte, signál je dosť zašumený, čo vo všeobecnosti nie je prekvapujúce - všeobecne málo rozumiem použitiu prevodníkov typu 7660 v obvodoch so signálmi mikrovolt/milivolt. Stožiar úplne chýba tienenie, takže vonkajšie rušenie nie je možné žiadnym spôsobom vylúčiť.
Z hľadiska frekvencie to tiež nie je nič výnimočné.

Pre porovnanie, signál z ut210e v režime 20A:

Amplitúda je vyššia, signál je čistejší.

Aby som to zhrnul.

Úprimne povedané, moje dojmy sú zmiešané. Chcem len napísať „za moje peniaze...“. To znamená, že áno, ide o najlacnejší model na trhu. „Out of the box“ leží pomerne silno, čo je však s najväčšou pravdepodobnosťou charakteristika konkrétnej inštancie a zdá sa, že je nastaviteľná.

Chcel by som vidiet aspon minimalne tienenie, rad by som prepol aj limity 600/60A - ale tu je v principe jasne, ze to prepinanie nie je uplne umyselne, testeru to pride ako "set". kde v režime svorky je limit 600A. Na druhej strane, na testeri bolo možné vyrobiť 60/600A - ale neurobili to. V dôsledku toho máme nízku cenu - ale aj nízku presnosť v „prívese“ a tiež nie príliš krásny signál z hľadiska rušenia.

Rozmyslam nad osadenim par napajacich tlmiviek a rozmyslam aj nad zavedenim rezimu 60A (presnejsie 60 nedosiahnem, niekde okolo 40 bude asi maximum) a tu by som chcel požiadať o radu kompetentnejších dizajnérov obvodov. lebo podla mna najviac "nekomplikovane" je hlupe nastrcit dalsi op-amp na vystup so ziskom 10 a nestarat sa o to;) Dalsia moznost je zmenit zisk existujuceho op-amp, ale niečo mi nefungovalo - pravdepodobne aj v tomto prípade musíte presnejšie nastaviť nulu. Skrátka, rád si v komentároch vypočujem akúkoľvek radu okrem toho, že ju vyhodím. ;)

Plánujem kúpiť +8 Pridať k obľúbeným Recenzia sa mi páčila +37 +56

Merací prevodník prúdu je zariadenie, ktoré môže nahradiť dnes používané prúdové transformátory a bočníky. Používa sa na riadenie a meranie a je vynikajúcim technickým riešením. Dizajn zariadenia je vyrobený v súlade s modernými metódami technickej implementácie zariadení a metódami na zabezpečenie všestrannosti, pohodlia a spoľahlivosti systému. Preto sú meracie prevodníky vyvinuté ruským výrobcom každoročne veľmi žiadané. Rozsah možných úprav teší spotrebiteľov, pretože im to umožňuje vybrať si najvhodnejšie riešenie bez preplatku.

Čo je zvláštne na súčasných prevodníkoch?

Hlavnou vlastnosťou súčasného meracieho prevodníka je jeho univerzálnosť. Na vstup zariadenia je možné privádzať jednosmerný prúd, impulzný prúd a striedavý prúd. Aby bola táto všestrannosť možná, výrobcovia vyvinuli zariadenie založené na Hallovom princípe. Prevodník používa malý polovodičový obvod. S jeho pomocou sa určuje veľkosť a smer magnetického poľa prúdu dodávaného na vstup zariadenia. Menič prúdu s Hallovým efektom je teda jedinečným zariadením s vysokým výkonom a funkčnosťou.

Zariadenie je vyrobené vo forme puzdra s otvorom, cez ktorý prechádza vodič s prúdom. Elektronický obvod meniča je napájaný zo siete jednosmerným napätím 15 voltov. Na výstupe zariadenia sa objaví prúd, ktorý sa mení v hodnote, smere a čase priamo úmerne prúdu na vstupe. Merací prevodník prúdu na báze Hallovho javu môže byť v tomto prípade vyrobený nielen s otvorom pre výstup prúdových vodičov, ale aj vo forme zariadenia určeného na inštaláciu do otvoreného obvodu.

Konštrukčné vlastnosti meracích prevodníkov prúdu

Bezkontaktný merací prevodník prúdu je vyrobený s galvanickým oddelením medzi riadiacim obvodom a napájacím obvodom. Prevodník sa skladá z magnetického jadra, kompenzačného vinutia a Hallovho zariadenia. Keď prúd preteká zbernicami, indukuje sa v magnetickom obvode indukcia a Hallovo zariadenie vytvára napätie, ktoré sa mení so zmenou indukovanej indukcie. Výstupný signál sa privádza na vstup elektronického zosilňovača a potom ide do kompenzačného vinutia. V dôsledku toho cez kompenzačné vinutie preteká prúd, ktorý je priamo úmerný vstupnému prúdu, pričom tvar primárneho prúdu sa úplne opakuje. V podstate ide o menič prúdu a napätia.

Bezkontaktný prevodník striedavého prúdu

Spotrebitelia najčastejšie kupujú snímače prúdu a napätia pre trojfázové siete striedavého prúdu. Preto výrobcovia špeciálne vyvinuli meracie prevodníky PIT-___-T s jednoduchšou elektronikou a tým aj nižšou cenou. Zariadenia môžu pracovať pri rôznych teplotách, vo frekvenčnom rozsahu od 20 do 10 kHz. Zároveň majú spotrebitelia možnosť vybrať si typ výstupného signálu z prevodníka - napätie alebo prúd. Bezkontaktné meracie prevodníky prúdu sú vyrábané pre inštaláciu na kruhovú alebo plochú prípojnicu. To výrazne rozširuje rozsah použitia tohto zariadenia a robí ho relevantným pre rekonštrukcie rozvodní rôznych kapacít.

Môže existovať potreba monitorovať prítomnosť prúdu tečúceho v obvode v dvoch stavoch: buď prítomný alebo nie. Príklad: nabíjate batériu pomocou vstavaného regulátora nabíjania, ktorý je pripojený k zdroju energie, ale ako riadiť proces? Môžete, samozrejme, zaradiť do obvodu ampérmeter, poviete si, a budete mať pravdu. Ale nebudete to robiť stále. Jednoduchšie je raz do napájacieho zdroja zabudovať indikátor toku nabíjania, ktorý ukáže, či prúd tečie do batérie alebo nie.
Ďalší príklad. Povedzme, že v aute je nejaký druh žiarovky, ktorú nevidíte a neviete, či je zapnutá alebo vyhorená. Môžete tiež zahrnúť indikátor prúdu do obvodu tejto lampy a monitorovať prietok. Ak lampa vyhorí, bude to okamžite viditeľné.
Alebo je tam nejaký snímač s vláknom. Tapa plynový alebo kyslíkový senzor. A musíte si byť istí, že vlákno sa nerozbilo a všetko funguje správne. Toto je miesto, kde príde na záchranu indikátor, ktorého diagram uvediem nižšie.
Aplikácií môže byť veľa, hlavná myšlienka je samozrejme rovnaká – sledovanie prítomnosti prúdu.

Obvod indikátora prúdu

Schéma je veľmi jednoduchá. Hviezdicový odpor sa volí v závislosti od riadeného prúdu, môže byť od 0,4 do 10 ohmov. Na nabíjanie lítium-iónovej batérie som použil 4,7 ohmu. Cez tento odpor preteká prúd (ak preteká), podľa Ohmovho zákona sa cez neho uvoľní napätie, ktoré otvorí tranzistor. V dôsledku toho sa rozsvieti LED dióda, ktorá indikuje prebiehajúce nabíjanie. Akonáhle je batéria nabitá, interný ovládač batériu vypne a prúd v obvode zmizne. Tranzistor sa zatvorí a LED zhasne, čo znamená, že nabíjanie je dokončené.
Dióda VD1 obmedzuje napätie na 0,6 V. Môžete si vziať akékoľvek, pre prúd 1 A. Opäť všetko závisí od vašej záťaže. Ale nemôžete použiť Schottkyho diódu, pretože jej pokles je príliš malý - tranzistor sa jednoducho nemusí otvoriť pri 0,4 V. Cez takýto obvod môžete dokonca nabíjať autobatérie, hlavné je vybrať diódu s prúdom vyšším než je požadovaný nabíjací prúd.

V tomto príklade sa LED rozsvieti, keď prúdi prúd, ale čo ak to potrebujete ukázať, keď nie je prúd? Pre tento prípad existuje obvod s reverznou logikou.

Všetko je rovnaké, len na jednom tranzistore rovnakej značky je pridaný invertujúci spínač. Mimochodom, tranzistor akejkoľvek rovnakej štruktúry. Vhodné sú domáce analógy - KT315, KT3102.
Súbežne s rezistorom s LED môžete zapnúť bzučiak a keď pri monitorovaní, povedzme, žiarovky nie je prúd, zaznie zvukový signál. Čo bude veľmi pohodlné a nebudete musieť zobrazovať LED na ovládacom paneli.
Vo všeobecnosti môže byť veľa nápadov, kde použiť tento indikátor.