Unitatea de măsură de bază pentru tensiunea electrică este voltul. În funcție de mărime, tensiunea poate fi măsurată în volți(ÎN), kilovolti(1 kV = 1000 V), milivolti(1 mV = 0,001 V), microvolți(1 uV = 0,001 mV = 0,000001 V). În practică, cel mai adesea, trebuie să se ocupe de volți și milivolți.

Există două tipuri principale de tensiuni - permanentȘi variabil. Bateriile sunt sursa de tensiune constantă. sursă Tensiune AC poate servi, de exemplu, tensiunea din rețeaua electrică a unui apartament sau a unei case.

Folosit pentru măsurarea tensiunii voltmetru. Voltmetrele sunt prezența la vot(analogic) și digital.

Până în prezent, voltmetrele indicator sunt inferioare celor digitale, deoarece acestea din urmă sunt mai convenabile de utilizat. Dacă, la măsurarea cu un voltmetru indicator, citirile de tensiune trebuie calculate pe o scară, atunci pentru una digitală, rezultatul măsurării este afișat imediat pe indicator. Iar din punct de vedere al dimensiunilor, dispozitivul pointer pierde în fața celui digital.

Dar asta nu înseamnă că dispozitivele pointer nu sunt folosite deloc. Există unele procese care nu pot fi văzute cu un dispozitiv digital, așa că prezența la vot sunt mai folosite în întreprinderi industriale, laboratoare, ateliere de reparații etc.

Pe electric scheme de circuite voltmetrul este indicat printr-un cerc cu majuscule Literă latină « V" interior. Lângă simbol a indicat voltmetrul desemnarea literei « PU” și numărul de serie din schemă. De exemplu. Dacă există doi voltmetre în circuit, atunci lângă primul scriu „ PU 1", și despre al doilea" PU 2».

La măsurarea tensiunii continue, diagrama indică polaritatea conexiunii voltmetrului, dar dacă se măsoară tensiunea alternativă, atunci polaritatea conexiunii nu este indicată.

Tensiunea se măsoară între două puncte scheme: în circuite electronice ah intre pozitivȘi negativ stâlpi, în scheme electriceîntre fazăȘi zero. Voltmetru conectat paralel cu sursa de tensiune sau paralel cu lanțul- o rezistență, o lampă sau o altă sarcină la care este necesară măsurarea tensiunii:

Luați în considerare conectarea unui voltmetru: în circuitul superior, tensiunea este măsurată pe o lampă HL1 si in acelasi timp pe sursa de alimentare GB1. În diagrama de mai jos, tensiunea este măsurată pe lampă. HL1 si rezistenta R1.

Înainte de a măsura tensiunea, determinați-o vedereși aproximativă valoare. Faptul este că pentru voltmetre, partea de măsurare este proiectată pentru un singur tip de tensiune, iar acest lucru are ca rezultat rezultate diferite de măsurare. Un voltmetru pentru măsurarea tensiunii continue nu vede o tensiune alternativă, iar un voltmetru pentru tensiune alternativă, dimpotrivă, poate măsura o tensiune continuă, dar citirile sale nu vor fi precise.

Cunoașterea valorii aproximative a tensiunii măsurate este, de asemenea, necesară, deoarece voltmetrele funcționează într-un domeniu de tensiune strict definit și, dacă faceți o greșeală în alegerea intervalului sau a valorii, dispozitivul poate fi deteriorat. De exemplu. Domeniul de măsurare al voltmetrului este de 0 ... 100 de volți, ceea ce înseamnă că tensiunea poate fi măsurată numai în aceste limite, deoarece la măsurarea tensiunii peste 100 de volți, dispozitivul se va defecta.

Pe lângă dispozitivele care măsoară un singur parametru (tensiune, curent, rezistență, capacitate, frecvență), există dispozitive multifuncționale care măsoară toți acești parametri într-un singur dispozitiv. Un astfel de dispozitiv este numit tester(în mare parte indicatori indicator) sau multimetru digital.

Nu ne vom opri asupra testerului, acesta este subiectul unui alt articol, dar vom trece imediat la un multimetru digital. În cea mai mare parte, multimetrele pot măsura două tipuri de tensiune în intervalul 0 ... 1000 Volți. Pentru ușurința măsurării, ambele tensiuni sunt împărțite în două sectoare, iar în sectoare în sub-domeni: tensiunea constantă are cinci sub-domeni, tensiunea alternativă are două.

Fiecare subgamă are propria sa limită maximă de măsurare, care este indicată printr-o valoare numerică: 200m, 2V, 20V, 200V, 600V. De exemplu. La limita „200V”, tensiunea este măsurată în intervalul 0 ... 200 Volți.

Acum procesul de măsurare.

1. Măsurarea tensiunii continue.

În primul rând, definim vedere tensiunea măsurată (DC sau AC) și mutați comutatorul în sectorul dorit. De exemplu, să luăm o baterie de tip deget, a cărei tensiune constantă este de 1,5 volți. Selectăm sectorul de tensiune constantă, iar în el limita de măsurare este „2V”, al cărui domeniu de măsurare este 0 ... 2 volți.

Cablurile de testare trebuie introduse în mufe, așa cum se arată în figura de mai jos:

roșu se numeste sonda pozitiv, și se introduce în priza opusă căreia sunt afișate pictogramele parametrilor măsurați: „VΩmA”;
negrul se numeste joja negativ sau generalși se introduce în priză, vizavi de care se află pictograma „COM”. Toate măsurătorile sunt făcute în raport cu această sondă.

Cu sonda pozitivă atingem polul pozitiv al bateriei, iar cu cel negativ - cel negativ. Rezultatul măsurării de 1,59 volți este vizibil imediat pe indicatorul multimetrului. După cum puteți vedea, totul este foarte simplu.

Acum o altă nuanță. Dacă sondele de pe baterie sunt schimbate, atunci va apărea un semn minus în fața unității, indicând că polaritatea conexiunii multimetrului este inversată. Semnul minus poate fi foarte convenabil în procesul de configurare a circuitelor electronice, atunci când trebuie să determinați anvelopele pozitive sau negative de pe placă.

Ei bine, acum luați în considerare opțiunea când magnitudinea tensiunii este necunoscută. Să lăsăm o baterie de deget ca sursă de tensiune.

Să presupunem că nu cunoaștem tensiunea bateriei și, pentru a nu arde dispozitivul, începem măsurarea de la limita maximă de „600V”, care corespunde domeniului de măsurare de 0 ... 600 Volți. Cu sondele multimetrului atingem polii bateriei iar pe indicator vedem rezultatul masurarii egal cu " 001 ". Aceste cifre indică faptul că nu există tensiune sau valoarea acesteia este prea mică sau domeniul de măsurare este prea mare.

Coborâm mai jos. Comutăm comutatorul în poziția „200V”, care corespunde intervalului de 0 ... 200 volți și atingem polii bateriei cu sondele. Indicatorul a arătat citiri egale cu " 01,5 ". În principiu, aceste citiri sunt deja suficiente pentru a spune că tensiunea bateriei AA este de 1,5 volți.

Cu toate acestea, zeroul din față sugerează o scădere și mai mică și măsurarea mai precisă a tensiunii. Scădem până la limita de „20V”, care corespunde intervalului de 0 ... 20 Volți, și din nou măsurăm. Afișajul arată „ 1,58 ". Acum putem spune cu acuratețe că tensiunea bateriei unui deget este de 1,58 volți.

În acest fel, neștiind mărimea tensiunii, o găsesc, scăzând treptat de la o limită mare de măsurare la una scăzută.

Există și situații când, la măsurare, unitatea „ 1 ". Unitatea semnalează că tensiunea sau curentul măsurat este peste limita de măsurare selectată. De exemplu. Dacă măsurați o tensiune de 3 volți la limita „2V”, atunci va apărea o unitate pe indicator, deoarece domeniul de măsurare al acestei limite este de numai 0 ... 2 volți.

Mai există o limită „200m” cu un domeniu de măsurare de 0 ... 200 mV. Această limită este concepută pentru a măsura tensiuni foarte mici (milivolți), care sunt uneori întâlnite la configurarea unui tip de proiectare radio amator.

2. Măsurarea tensiunii AC.

Procesul de măsurare a tensiunii AC nu este diferit de măsurarea tensiunii DC. Singura diferență este că pentru tensiune alternativă nu este necesară polaritatea sondelor.

Sectorul de tensiune de curent alternativ este împărțit în două subgagii 200VȘi 600V.
La limita de „200V” este posibil să se măsoare, de exemplu, tensiunea de iesireînfășurările secundare ale transformatoarelor descendente sau orice altă înfășurare în intervalul 0 ... 200 volți. La limita „600V”, puteți măsura tensiuni de 220 V, 380 V, 440 V sau orice altă tensiune în intervalul 0 ... 600 Volți.

De exemplu, să măsurăm tensiunea rețeaua de acasă 220 volți.
Mutăm comutatorul în poziția „600V” și introducem sondele multimetrului în priză. Indicatorul a arătat imediat rezultatul măsurării de 229 de volți. După cum puteți vedea, totul este foarte simplu.

Și un moment.
Înainte de a măsura tensiuni înalte, asigurați-vă ÎNTOTDEAUNA încă o dată că izolația sondelor și a firelor voltmetrului sau multimetrului este în stare bună, și verificați suplimentar limita de măsurare selectată. Și numai după toate aceste operații, luați măsurători. Astfel te vei salva pe tine și pe dispozitiv de surprize neașteptate.

Și dacă ceva rămâne neclar, atunci urmăriți videoclipul, care arată măsurarea tensiunii și a curentului folosind un multimetru.

Vreau să vă aduc la cunoștință o versiune îmbunătățită pentru o sursă de alimentare de laborator. S-a adăugat capacitatea de a opri sarcina atunci când este depășit un anumit curent prestabilit. Firmware pentru un voltampermetru îmbunătățit este posibil.

Diagrama unui contor digital de curent și tensiune

Au fost adăugate și câteva detalii la schemă. Din comenzi - un buton și un rezistor variabil cu o valoare nominală de 10 kilo-ohmi până la 47 kilo-ohmi. Rezistența sa nu este critică pentru circuit și, după cum puteți vedea, poate varia în limite destul de largi. schimbat puţin şi aspect pe ecran. S-a adăugat afișarea puterii și amperilor * ore.

Variabila curentului de declanșare este stocată în EEPROM. Prin urmare, după oprire, nu va trebui să configurați totul din nou. Pentru a intra în meniul de setare curent, trebuie să apăsați butonul. Prin rotirea butonului rezistorului variabil, trebuie să setați curentul la care se va opri releul. Este conectat printr-un comutator de pe un tranzistor la ieșire PB5 microcontroler Atmega8.

În momentul închiderii, afișajul va afișa o inscripție că a fost depășit curentul maxim setat. După apăsarea butonului, vom reveni la meniul de instalare curent maxim. Trebuie să apăsați din nou butonul pentru a comuta în modul de măsurare. Spre ieșire PB5 microcontrolerul va da un log 1 si in acelasi timp releul se va porni. Această urmărire curentă are și dezavantajele sale. Protecția nu va funcționa instantaneu. Operația poate dura câteva zeci de milisecunde. Pentru majoritatea dispozitivelor experimentale, acest dezavantaj nu este critic. Pentru oameni, această întârziere nu este vizibilă. Totul se întâmplă deodată. Nu a fost dezvoltată o nouă placă de circuit imprimat. Cine dorește să repete dispozitivul poate edita ușor placa de circuit imprimat din versiunea anterioară. Schimbările nu vor fi semnificative.

: Curentul dintr-un circuit este direct proportional cu tensiunea si invers proportional cu rezistenta.

ACTUAL este o caracteristică cantitativă a curentului electric - aceasta este cantitate fizica, egală cu cantitatea de electricitate care curge prin secțiunea transversală a conductorului pe unitatea de timp. Măsurată în amperi.

Pentru cablarea electrică dintr-un apartament, puterea curentului joacă un rol imens, deoarece pe baza valorii maxime posibile pentru o linie separată care vine de la tabloul electric, secțiunea transversală a conductorului și curentul maxim al întreruptorului care protejează circuitul electric. cablul de deteriorare în cazul unui eveniment depinde.

Prin urmare, dacă secțiunea și întrerupătorul nu sunt selectate corect, acesta va fi pur și simplu eliminat, iar înlocuirea acesteia cu una mai puternică pur și simplu nu va funcționa.

De exemplu, cele mai comune fire și cabluri din cablajul electric cu o secțiune transversală de 1,5 milimetri pătrați sunt din cupru sau 2,5 sunt din aluminiu. Sunt proiectate pentru un curent maxim de 16 amperi sau o conexiune de putere de cel mult 3 kilowați și jumătate. Dacă conectați consumatori electrici puternici care depășesc aceste limite, atunci nu puteți înlocui pur și simplu mașina cu 25 A - cablajul nu va rezista și va trebui să mutați un cablu de cupru cu o secțiune transversală de 2,5 metri pătrați de la scut. mm, care este proiectat pentru un curent maxim de 25 A.

Unitati de masura a puterii curentului electric.

Pe lângă amperi, întâlnim adesea conceptul de putere a curentului electric. Această valoare arată munca efectuată de curent pe unitatea de timp.

Puterea este egală cu raportul dintre munca efectuată și timpul în care a fost efectuată. Puterea se măsoară în wați și se notează cu litera P. Se calculează prin formula P \u003d A x B, adică pentru a afla puterea, este necesar să se înmulțească tensiunea rețelei cu curentul. consumate de aparatele electrice conectate la acesta, aparate electrocasnice, iluminat etc.

La consumatorii de electricitate, de multe ori pe plăcuțe sau în pașaport este indicat doar consumul de energie, știind care puteți calcula cu ușurință curentul. De exemplu, consumul de energie al unui televizor este de 110 wați. Pentru a afla cantitatea de curent consumată, împărțim puterea la tensiune 220 volți și obținem 0,5 A.
Rețineți însă că aceasta este valoarea maximă, în realitate poate fi mai mică pentru că televizorul la luminozitate scăzută și în alte condiții va consuma mai puțină energie electrică.

Instrumente pentru măsurarea curentului electric.

Pentru a afla consumul real de energie, tinand cont de munca in moduri diferite pentru aparate electrice aparate electrocasnice etc. - avem nevoie de instrumente electrice de masura:

1. Ampermetru- bine cunoscut tuturor de la lecțiile practice de fizică de la școală (Figura 1). Dar în viața de zi cu zi și în profesioniști, acestea nu sunt folosite din cauza imposibilității.
2. multimetrul- acest dispozitiv electronic efectuează multe măsurători diferite, inclusiv puterea curentului (Figura 2). Este foarte răspândită, atât în ​​rândul electricienilor, cât și în viața de zi cu zi. Cum să-l folosesc pentru a măsura curentul pe care l-am spus deja.
3. Tester- practic la fel ca un multimetru, dar fara utilizarea electronicii cu o sageata care indica valoarea masurata prin diviziuni pe ecran. Rareori văzute astăzi, dar au fost utilizate pe scară largă în timpul erei sovietice.
4. Cleme de măsurare electrician (Figura 3), le folosesc în munca mea, deoarece nu necesită o întrerupere a conductorului pentru măsurare, nu este nevoie să intrați sub tensiune și să opriți sarcina. Ei măsoară o plăcere - rapid și ușor.

Cum se măsoară corect curentul.

Pentru a măsura puterea pentru consumatori, trebuie să conectați o clemă de la un ampermetru, tester sau multimetru la borna pozitivă a bateriei sau a firului de la sursa de alimentare sau transformator, iar a doua clemă la firul care merge la consumator și după activarea modului de măsurare curent continuu cu o marjă pentru limita maximă superioară - efectuați măsurători.

Aveți grijă când deschideți un circuit de rulare, apare un arc, a cărui magnitudine crește odată cu puterea curentului.

Pentru a măsura curentul pentru consumatorii conectați direct la o priză sau la un cablu electric de la o rețea electrică de acasă, aparatul de măsurare este comutat în modul de măsurare curent alternativ cu o marjă pe limita superioară. Apoi, testerul sau multimetrul este inclus în ruperea firului de fază. Care este o fază în care citim.

Toate lucrările trebuie efectuate numai după ce tensiunea a fost îndepărtată.

După ce totul este gata, porniți și verificați puterea curentă. Doar aveți grijă să nu atingeți pinii sau firele expuse.

De acord că metodele descrise mai sus nu sunt foarte convenabile și chiar periculoase!

Folosesc de multă vreme în activitatea mea profesională un electrician pentru măsurarea curentului cleme contoare(in poza din dreapta). Ele vin adesea în aceeași carcasă cu un multimetru.

Este ușor de măsurat cu ele - îl pornim și îl comutăm în modul de măsurare a curentului alternativ, apoi despărțim mustățile situate deasupra și trecem firul de fază înăuntru, după aceea ne asigurăm că se potrivesc perfect unul pe celălalt și luăm măsurători.

După cum puteți vedea, este rapid, simplu și puteți măsura curentul sub tensiune în acest fel, doar aveți grijă să nu scurtcircuitați accidental firele adiacente din tabloul electric.

Amintiți-vă că pentru o măsurare corectă, trebuie să faceți o circumferință dintr-un singur fir de fază, iar dacă înfășurați un cablu solid, în care faza și zero merg împreună, nu se vor putea face măsurători!

Continut Asemanator:

Măsurarea, controlul și reglarea curentului sunt sarcini comune în aplicatii diverse Electronică. Articolul adus în atenția cititorilor este o prezentare generală a soluțiilor de circuite și a componentelor utilizate în aceste scopuri.

O modalitate de a măsura curentul într-un circuit electric este de a măsura căderea de tensiune pe un rezistor de detectare a curentului (shunt) de rezistență cunoscută în serie cu sarcina. Pentru ca rezistența de șunt să aibă un efect minim asupra modului de funcționare la sarcină, aceasta este aleasă cât mai scăzută, ceea ce presupune amplificarea ulterioară a semnalului.

Tabelul 1 enumeră producătorii componente electronice, producand atat produse specializate destinate controlului curentului, cat si microcircuite amplificatoare adecvate acestui scop.

Tabel 1. Producători de cipuri de monitorizare actuale

Producător

Analog Devices Inc.

Integration Associates Inc.

International Rectifier

Ixy Corp.

Linear Technology Corp.

Produse Maxim Integrate

National Semiconductor

Semtech Corp.

Texas Instruments Inc.

Zetex Semiconductor

Microcircuitele specializate pentru controlul (măsurarea) curentului sunt numite de producători Low-Side Current Sense Monitor (Amplificator) și High-Side Current Sense Monitor (Amplificator). Traducerea literală a acestor termeni în rusă dă aceleași nume misterioase ca și „podul de sud”. placa de baza calculator.

Maxim definește detectarea curentului pe partea înaltă ca măsurarea curentului de la căderea de tensiune pe un rezistor conectat între sursă de alimentare și sarcină, iar detecția curentului pe partea inferioară ca măsurarea curentului de la căderea de tensiune pe un rezistor conectat între sarcină și masă. ) .

Vom folosi pentru o descriere ulterioară conceptele de măsurare a curentului în polii pozitiv și negativ ai sarcinii, presupunând că magistrala de alimentare are un potențial pozitiv în raport cu magistrala comună, ceea ce este valabil pentru marea majoritate a circuitelor electronice moderne. Trebuie remarcat faptul că circuitele de mai jos vă permit să controlați nu numai curentul direct, ci și impulsul, totuși, cu distorsiunile corespunzătoare determinate de lățimea de bandă a elementelor de amplificare.

Măsurarea curentului în polul negativ al sarcinii

Avantaje:

• tensiune de intrare scăzută în modul comun;
• semnalul de intrare și de ieșire au un „mas” comun;
• Ușurință de implementare cu o singură sursă de alimentare.

Dezavantaje:

• sarcina nu are legătură directă cu „pământul”;
• nu există posibilitatea de a comuta sarcina cu o cheie polul negativ;
• posibilitatea defecțiunii circuitului de măsurare în cazul unui scurtcircuit în sarcină.

Măsurarea curentului în polul negativ al sarcinii nu este dificilă. Multe amplificatoare operaționale proiectate pentru funcționarea cu o singură sursă cu tensiune de intrare în mod comun, inclusiv potențialul common rail, sunt potrivite în acest scop, precum și multe dintre amplificatoarele de instrumentare. Din acest motiv, microcircuitele specializate Low-Side Sense Monitor (amplificator) sunt practic absente. Circuitele de măsurare a curentului cu utilizarea amplificatoarelor operaționale și instrumentale sunt prezentate în fig. 1 și, respectiv, 2. Alegerea unui anumit tip de amplificator este determinată de precizia necesară, care este afectată în principal de offset-ul zero al amplificatorului, de eroarea de setare a temperaturii și a câștigului și de viteza necesară a circuitului. La începutul scalei, este inevitabilă o eroare semnificativă de conversie, cauzată de o valoare diferită de zero a tensiunii minime de ieșire a amplificatorului, care este nesemnificativă pentru majoritatea aplicațiilor practice. Pentru a elimina acest neajuns, este necesară fie o sursă de alimentare bipolară a amplificatorului, fie o schimbare a nivelului semnalului de ieșire prin conectarea ieșirii REF a amplificatorului de instrumentare la o sursă de tensiune de referință.

Orez. 1. Schema de masurare a curentului in polul negativ cu un amplificator operational

Orez. 2. Schema de masurare a curentului in polul negativ cu un amplificator de masura

Măsurarea curentului în polul pozitiv al sarcinii

este detectat un scurtcircuit în sarcină.

Dezavantaje:

• tensiune mare de intrare în modul comun (adesea foarte mare);
• necesitatea de a muta semnalul de ieșire la un nivel acceptabil pentru procesarea ulterioară în sistem (legarea la „sol”).

Luați în considerare circuite pentru măsurarea curentului în polul pozitiv al sarcinii folosind amplificatoare operaționale.

În diagrama din fig. 3, puteți utiliza oricare dintre amplificatoarele operaționale potrivite pentru tensiunea de alimentare admisă și caracteristicile de precizie, concepute pentru a funcționa cu o sursă unipolară și o tensiune de intrare maximă în modul comun care atinge tensiunea de alimentare, de exemplu, AD8603. Tensiunea maximă de alimentare a circuitului nu poate depăși tensiunea maximă admisă de alimentare a amplificatorului.

Orez. 3. Schema de masurare a curentului in polul pozitiv cu un amplificator operational

Așa-numitul amplificator de intrare și ieșire Over-The-Top Rail-To-Rail (LT1494, LT1636, LT1637, LT1672, LT1782, LT1783, LT1784 de la Linear Technology) funcționează la o tensiune de intrare în mod comun semnificativ mai mare decât tensiunea de alimentare . În circuitul folosind amplificatorul operațional LT1637 prezentat în fig. 4, tensiunea de alimentare a sarcinii poate ajunge la 44V atunci când tensiunea de alimentare a amplificatorului operațional este de 3V.

Orez. 4. Circuit de măsurare a curentului pozitiv cu amplificator operațional over-the-top

Amplificatoarele de instrumentare precum LTC2053, LTC6800 de la Linear Technology, INA337 de la Texas Instruments sunt potrivite pentru măsurarea curentului în polul pozitiv al sarcinii cu o eroare foarte mică. Pe fig. Figura 5 prezintă un circuit care utilizează LTC6800. Tensiunea de alimentare a circuitului nu poate depăși tensiunea de alimentare maximă admisă a amplificatorului (5,5 V).

Orez. 5. Circuit de măsurare a curentului pozitiv cu amplificator de instrumentare LTC6800

Amplificatoarele diferențiale potrivite pentru construirea de circuite de monitorizare a curentului pozitiv sunt enumerate în Tabelul 2. Unele dintre ele au un domeniu foarte larg de tensiune în modul comun de intrare care se extinde în domeniul negativ, ceea ce vă permite să organizați, dacă este necesar, măsurarea curentului în sarcina conectată. la sursa de alimentare cu polaritate negativă. LT1990 are un interval record de tensiune de intrare în modul comun de la –37 la 250 V pentru alimentare unică și ±250 V pentru bipolar. Schema cu utilizarea sa este prezentată în Fig. 6. AD629 și INA117 necesită o sursă de alimentare duală, cu intervale de tensiune în modul comun de intrare de ±270V și ±200V.

Orez. 6. Circuit de măsurare a curentului în polul pozitiv cu un amplificator diferenţial LT1990

Tabelul 2. Amplificatoare diferențiale

Integrarea aproape a tuturor componentelor necesare într-un singur cip a dus la crearea unor cipuri specializate de monitorizare a curentului. De regulă, aceste microcircuite nu oferă acuratețea realizabilă folosind amplificatoare de precizie. Cu toate acestea, pentru marea majoritate a aplicațiilor, mai ales dacă este necesar doar controlul curentului, și nu măsurarea valorii sale exacte, precizia declarată de producători este destul de suficientă.

În funcție de semnalul de ieșire, microcircuitele pot fi împărțite în trei grupuri: cu o ieșire de curent, o ieșire potențială și o ieșire PWM.

Caracteristicile microcircuitelor cu ieșire de curent sunt date în tabelul 3. În fig. Figura 7 prezintă un circuit care utilizează INA139 care necesită singura componentă externă în plus față de șuntul de curent, rezistorul R OUT . În diagrama din fig. 8 folosind LTC6101HV, în plus, este necesar un rezistor R IN, care este inclus în circuitul sursei de curent încorporate.

Orez. 7. Monitor de curent pozitiv cu ieșire de curent INA139

Orez. 8. Monitor de curent pozitiv cu ieșire de curent LTC6101HV

Tabelul 3. Circuite integrate de monitorizare a curentului cu ieșire de curent

Deoarece impedanța de ieșire a circuitelor atinge câteva zeci de kiloohmi, circuitele de post-procesare trebuie să aibă o impedanță de intrare mare.

O caracteristică a microcircuitelor cu trei ieșiri ZXCT1008 și ZXCT1009 de la Zetex este fluxul propriului consum de curent al microcircuitului prin rezistorul R OUT, care, desigur, introduce o eroare suplimentară. Totuși, din cauza consumului propriu extrem de mic, această eroare este nesemnificativă, mai ales la capătul scalei, și este destul de acceptabilă. Pe fig. 9 prezintă aplicarea lui ZXCT1009 în circuit încărcător pentru baterie Li-Ion.

Orez. 9. Circuitul de control al încărcătorului

Tabelul 4 prezintă caracteristicile cipurilor de monitorizare curente cu o ieșire potențială. Ele diferă de monitoarele de curent cu o ieșire de curent prin faptul că conțin un rezistor intern R OUT , iar unele dintre ele au un amplificator de ieșire care vă permite să reduceți rezistența de ieșire la unități și chiar fracțiuni de ohm. Ca exemplu de organizare internă din Fig. Figura 10 prezintă monitorul de curent MAX4372.

Orez. 10. Monitor de curent pozitiv cu ieșire potențială MAX4372

Tabelul 4. Circuitele integrate de monitorizare a curentului de ieșire potențial

Dacă este necesar, controlați curentul care își schimbă direcția în funcție de modul de funcționare al circuitului, de exemplu, curentul care trece printr-un motor electric reversibil sau curentul de încărcare-descărcare baterie, se folosesc două monitoare curente. Schema pentru acest din urmă caz ​​este prezentată în fig. 11. Aici, fiecare monitor controlează curentul în direcția sa. O soluție alternativă este utilizarea monitorului de curent dublu MAX4377 sau a monitorului de curent bidirecțional, așa cum se arată în Figura 1. 12. Tensiunea de referință stabilește nivelul relativ la care se modifică tensiunea de ieșire. Semnalul de ieșire al circuitului crește odată cu creșterea curentului în direcția pozitivă și, în consecință, scade odată cu creșterea curentului în direcția negativă. Un rezultat similar poate fi obținut utilizând amplificatoare diferențiale și de instrumentare prin conectarea pinului REF la o referință de tensiune, așa cum se arată în Figura 1. 6.

Orez. 11. Circuit de control al curentului de încărcare-descărcare a bateriei

Orez. 12. Diagrama unui monitor de curent bidirecțional

Monitoarele de curent pot fi utilizate și cu o tensiune de alimentare mai mare decât tensiunea maximă de intrare în modul comun, așa cum este descris în documentație. Ultima lucrare arată utilizarea MAX4172 cu o sursă de alimentare de 100-250V.

Circuitele integrate de monitorizare a curentului cu o tensiune de intrare minimă în modul comun de zero pot fi utilizate pentru a monitoriza curentul negativ de sarcină, iar INA193–INA198 poate fi, de asemenea, utilizat pentru a monitoriza curentul într-o sarcină conectată la o sursă de tensiune negativă până la –16 V.

Unele dintre monitoarele actuale oferă funcții suplimentare. Câștigul comutabil vă permite să modificați câștigul monitorului din mers, crescând precizia măsurării la începutul scalei. Prezența unei ieșiri de declanșare face posibilă economisirea energiei atunci când nu este necesară măsurarea curentului. Referința de tensiune încorporată este utilizată pentru a seta fie nivelul de ieșire al monitorului bidirecțional, fie pragul pentru funcționarea comparatoarelor încorporate sau externe.

Cipul MAX4210 vă permite să controlați simultan atât curentul, cât și puterea consumată de sarcină, iar MAX4211 conține și două comparatoare pentru organizarea dispozitivelor de prag.

Monitorul de curent IA2410 poate funcționa și ca senzor de temperatură cu trecerea de la modul de monitorizare curent la modul de control al temperaturii prin aplicarea unei combinații de impulsuri la intrarea SHDN.

Monitoare curente cu ieșire PWM

Modularea lățimii impulsului a semnalului de ieșire este avantajoasă atunci când se asociază un monitor de curent cu un microprocesor. Caracteristicile microcircuitelor cu PWM sunt prezentate în Tabelul 5, iar un exemplu de utilizare a monitorului de curent IR2175 pentru a monitoriza curentul de fază a motorului este prezentat în fig. 13.

Orez. 13. Circuit de control al curentului cu IR2175

Tabelul 5. Monitoare curente cu ieșire PWM

Trebuie menționate și regulile de alegere a șunturilor de măsurare a curentului. Desigur, cu cât rezistența șuntului este mai mică, cu atât influența rezistenței firelor de plumb este mai mare. Pentru măsurători precise se folosesc rezistențe cu patru terminale.

Dacă cerinte speciale acuratețea nu este necesară, șuntul poate fi realizat sub forma unei piste pe placă de circuit imprimat. În acest caz, abaterea rezistenței de la valoarea calculată într-o serie de produse poate ajunge la ±5%, în plus, coeficientul de temperatură al rezistenței cuprului este destul de mare. Ultima circumstanță în unele cazuri nu este critică. De exemplu, cipurile ZXCT1008–ZXCT1010 au o deviere negativă a temperaturii de câștig în intervalul de temperatură pozitiv, ceea ce compensează oarecum coeficientul de rezistență pozitiv al temperaturii cuprului.

Măsurarea curentului alternativ

Linear Technology produce circuite integrate pentru convertoare AC-DC rms de precizie LTC1966 și LTC1967, ale căror caracteristici sunt prezentate în tabelul 6. Câștigul IC este determinat de formula

Pe fig. Figura 14 prezintă o diagramă de cablare LTC1966 pentru măsurarea curentului de curent alternativ folosind un transformator de curent.

Orez. 14. Circuit de măsurare a curentului alternativ cu LTC1966

Tabel 6. Microcircuite pentru măsurarea curentului alternativ

În documente sunt prezentate un număr mare de scheme practice de monitorizare și reglare a curentului de utilizare a cipurilor de monitorizare actuale.

Există și alte cipuri de senzori de curent bazate pe utilizarea efectului Hall și a efectului magnetorezistiv „gigant”. Sunt utilizate pentru măsurarea curentului fără contact. Cu toate acestea, luarea în considerare a caracteristicilor și aplicațiilor lor depășește domeniul de aplicare al acestui articol.

Literatură

1. AN-39. Manual de aplicații de măsurare curentă. Zetex Semiconductor.
2. AN-3331. Amplificatorul cu senzor de curent pentru partea înaltă funcționează la tensiune înaltă. Produse Maxim Integrate.
3. AN-105. Colecția de circuite de detectare a curentului. Tehnologia liniară.
4. AN-746. Măsurarea cu sens de curent în partea înaltă: circuite și principii. Produse Maxim Integrate.

Sarcina într-un circuit electric este caracterizată de puterea curentului, măsurând curentul în amperi. Uneori, puterea curentului trebuie măsurată pentru a verifica sarcina admisă a cablului. Pentru așezarea unei linii electrice se folosesc cabluri de diferite secțiuni. Dacă cablul funcționează cu o sarcină mai mare decât valoarea admisă, atunci se încălzește, iar izolația este distrusă treptat. Ca urmare, acest lucru duce la înlocuirea cablului.

• După așezarea unui cablu nou, este necesar să se măsoare curentul care trece prin acesta cu toate dispozitivele electrice în funcțiune.
• Dacă o sarcină suplimentară este conectată la vechiul cablaj, atunci ar trebui să verificați și cantitatea de curent, care nu trebuie să depășească limitele permise.
• Cu o sarcină egală cu vârful limita admisibila, se verifică conformitatea curentului care circulă. Valoarea acestuia nu trebuie să depășească valoarea nominală a curentului de funcționare al mașinilor. În caz contrar, întrerupătorul va deconecta rețeaua din cauza suprasarcinii.
• Măsurarea curentului este, de asemenea, necesară pentru a determina modurile de funcționare ale dispozitivelor electrice. Măsurarea sarcinii curente a motoarelor electrice se efectuează nu numai pentru a verifica performanța acestora, ci și pentru a detecta o sarcină în exces peste cea admisibilă, care poate apărea din cauza unei forțe mecanice mari în timpul funcționării dispozitivului.
• Dacă măsurați curentul în circuitul unuia care funcționează, atunci acesta va arăta funcționalitate.
• Performanta in apartament se verifica si prin masurarea curentului.

Puterea curentă

Pe lângă puterea curentului, există și conceptul de putere curentă. Acest parametru definește munca curentă efectuată pe unitatea de timp. Puterea curentului este egală cu raportul dintre munca efectuată și perioada de timp pentru care a fost efectuată această muncă. Desemnat prin litera „P” și măsurat în wați.

Puterea se calculează prin înmulțirea tensiunii rețelei cu curentul consumat de dispozitivele electrice conectate: P \u003d U x I. De obicei, aparatele electrice indică consumul de energie, cu ajutorul căruia puteți determina curentul. Dacă televizorul dvs. are o putere de 140 W, atunci pentru a determina curentul, împărțim această valoare la 220 V, ca urmare obținem 0,64 amperi. Aceasta este valoarea maximă a curentului, în practică curentul poate fi mai mic atunci când luminozitatea ecranului este redusă sau alte setări sunt modificate.

Măsurarea curentului cu instrumente

Pentru a determina consumul de energie electrică, ținând cont de funcționarea consumatorilor în diferite moduri, sunt necesare instrumente electrice de măsură care să poată măsura parametrii de curent.

• . Ampermetrele sunt folosite pentru a măsura cantitatea de curent dintr-un circuit. Sunt incluse în circuitul măsurat în serie. Rezistența internă a ampermetrului este foarte mică, deci nu afectează parametrii de funcționare ai circuitului.Scara ampermetrului poate fi marcată în amperi sau alte fracții de amper: microamperi, miliamperi etc. Există mai multe tipuri de ampermetre: electronice, mecanice etc.

• este un dispozitiv electronic de măsurare capabil să măsoare diferiți parametri ai unui circuit electric (rezistență, tensiune, ruperea conductorului, adecvarea bateriei etc.), inclusiv puterea curentului. Există două tipuri de multimetre: digitale și analogice. Multimetrul are diverse setari măsurători.

Cum se măsoară curentul cu un multimetru

• Aflați care este intervalul de măsurare al multimetrului dvs. Fiecare dispozitiv este conceput pentru a măsura curentul într-un anumit interval, care trebuie să corespundă circuitului electric măsurat. Cel mai mare curent de măsurare admisibil trebuie specificat în instrucțiuni.
• Selectați modul de măsurare adecvat. Multe multimetre sunt capabile să funcționeze în moduri diferite și să măsoare cantități diferite. Pentru a măsura puterea curentului, trebuie să treceți la modul corespunzător, ținând cont de tipul de curent (direct sau alternativ).
• Setați intervalul de măsurare necesar pe dispozitiv. Este mai bine să setați limita superioară de curent puțin mai mare decât valoarea așteptată. Puteți reduce această limită în orice moment. Dar va exista o garanție că nu veți dezactiva dispozitivul.
• Introduceți mufele de testare ale firelor în prize. Aparatul vine cu două fire cu sonde și conectori. Cuiburile trebuie să fie marcate pe dispozitiv sau afișate în pașaport.

• Pentru a începe măsurarea, trebuie să conectați multimetrul la circuit. În acest caz, ar trebui să respectați regulile de siguranță și să nu atingeți părțile care transportă curent cu părțile corpului neprotejate. Nu măsurați într-un mediu umed, deoarece umiditatea conduce electricitatea. Mănușile de cauciuc trebuie purtate pe mâini. Pentru a întrerupe circuitul pentru măsurare, tăiați conductorul și îndepărtați izolația la ambele capete. Apoi conectați sondele multimetrului la capetele decupate ale firului și asigurați-vă că acestea au un contact bun.
• Porniți alimentarea circuitului și înregistrați citirile instrumentului. Dacă este necesar, corectați limita superioară de măsurare.
• Opriți alimentarea circuitului și deconectați multimetrul.

• . Dacă este necesar să se măsoare curentul fără a întrerupe circuitul electric, atunci clemele vor fi opțiune grozavă pentru a finaliza această sarcină. Acest dispozitiv este produs în mai multe tipuri și modele diferite. Unele modele pot măsura și alți parametri ai circuitului. Este foarte convenabil să utilizați cleme de măsurare a curentului.

Metode de măsurare a curentului

Pentru a măsura curentul într-un circuit electric, este necesar să conectați o bornă a unui ampermetru sau alt dispozitiv capabil să măsoare curentul la borna pozitivă a sursei de curent sau, iar cealaltă bornă la firul consumatorului. După aceea, puteți măsura puterea curentului.

La măsurare, trebuie avută grijă, deoarece poate apărea un arc electric la deschiderea unui circuit electric activ.

Pentru a măsura puterea curentului dispozitivelor electrice conectate direct la priză sau cablul de uz casnic, Aparat de măsură este setat pe modul AC cu o limită superioară ridicată. Apoi dispozitivul de măsurare este conectat la întreruperea firului de fază.

Toate lucrările de conectare și deconectare pot fi efectuate numai într-un circuit deconectat. După toate conexiunile, puteți aplica putere și măsura curentul. În acest caz, nu atingeți părțile goale purtătoare de curent, pentru a evita șocurile electrice. Astfel de metode de măsurare sunt incomode și creează un anumit pericol.

Este mult mai convenabil să efectuați măsurători cu cleme de curent, care pot îndeplini toate funcțiile unui multimetru, în funcție de versiunea dispozitivului. Este foarte ușor să lucrezi cu astfel de căpușe. Este necesar să setați modul de măsurare pentru curent continuu sau alternativ, să întindeți mustățile și să acoperiți firul de fază cu ele. Apoi trebuie să verificați potrivirea mustaților între ele și să măsurați curentul. Pentru citiri corecte, numai firul de fază trebuie acoperit cu o mustață. Dacă acoperiți două fire deodată, atunci măsurarea nu va funcționa.

Clememetrele sunt utilizate numai pentru măsurarea parametrilor AC. Dacă sunt folosite pentru a măsura curentul continuu, atunci mustații se vor micșora cu o forță mare și va fi posibil să le depărtezi doar prin oprirea alimentării.