عملکرد کلمپ متر و مولتی متر برای تشخیص جریان
اصل جریان اندازه گیری مولتی متر
هنگامی که مولتی متر جریان را اندازه گیری می کند، لازم است مدار مورد آزمایش را قطع کرده و برای اندازه گیری جریان مولتی متر را به صورت سری وصل کنید. از طریق مدار تشخیص جریان در داخل مولتی متر می توان دریافت که دنده جریان در واقع یک مقاومت با مقدار مقاومت بسیار کم در داخل مولتی متر است. هنگامی که جریان از این مقاومت عبور می کند، افت ولتاژ روی آن ایجاد می شود، زیرا مقدار مقاومت تعیین می شود. تا زمانی که ولتاژ روی مقاومت اندازه گیری می شود، جریان عبوری از مقاومت را می توان طبق فرمول محاسبه کرد، زیرا مقاومت به صورت سری در حلقه متصل است، بنابراین جریان عبوری از آن، جریان حلقه مورد آزمایش است. .
بنابراین، مدار اندازهگیری جریان در مولتیمتر، از جمله بسیاری از مدارهای اندازهگیری جریان در دستگاه، با تبدیل جریان به ولتاژ با استفاده از شنت مقاومتی اندازهگیری میشود. انتخاب مقدار مقاومت این مقاومت نیز الزامی است. اگر مقدار مقاومت خیلی بزرگ باشد، افت ولتاژ ایجاد شده در هنگام عبور جریان از مقاومت زیاد خواهد بود. از یک طرف، هر چه مقدار مقاومت بزرگتر باشد، توان مصرفی تولید شده روی آن در همان جریان بیشتر می شود که باعث گرمای مقاومت می شود، بنابراین با توجه به این دو موضوع، هر چه مقدار مقاومت کمتر باشد، بهتر است.
با این حال، مقدار مقاومت نباید خیلی کوچک باشد. اگر مقاومت خیلی کوچک باشد، افت ولتاژ ایجاد شده در جریان جریان کمتر خواهد بود. این الزامات خاصی برای مدار اندازه گیری بعدی خواهد داشت، زیرا ولتاژ بسیار پایین باید قبل از شناسایی توسط مدار تقویت شود.
معایب جریان اندازه گیری مولتی متر
از روش و اصل مولتی متر برای تشخیص جریان می توان دریافت که هنگام اندازه گیری جریان، مولتی متر باید به صورت سری در مدار مورد آزمایش وصل شود که در برخی مدارها که نمی توان آنها را خاموش و اندازه گیری کرد، نامناسب است. نکته دیگر محدوده اندازه گیری جریان مولتی متر است، معمولا حداکثر محدوده اندازه گیری جریان مولتی متر معمولاً 10 آمپر یا 20 آمپر است و به منظور جلوگیری از گرم شدن مقاومت حسگر جریان داخلی، مولتی متر مجاز به اندازه گیری جریان های بزرگ برای زمان طولانی. برای اندازه گیری جریان های بزرگ، دستیابی به مولتی مترهای معمولی آسان نیست.
اصل گیره متر جریان اندازه گیری
اصل کار گیره متر برای اندازه گیری جریان اساساً مانند قلم جهانی برای اندازه گیری جریان است. تفاوت این است که کلمپ متر مستقیماً ولتاژ مقاومت شنت را تشخیص نمی دهد، بلکه از ترانسفورماتور جریان استفاده می کند. ترانسفورماتور در واقع یک کاربرد ترانسفورماتور است که می تواند جریان را با توجه به یک نسبت مشخص تبدیل کند. پس از اتصال ترانسفورماتور جریان به بار، اولیه آن معادل یک دور و ثانویه تعداد دورهای داخل کلمپ متر است. به این ترتیب جریان با توجه به نسبت معینی کاهش می یابد، بنابراین ترانسفورماتور جریان معادل ترانسفورماتور A step-up است، مدار داخل کلمپ متر می تواند جریان اندازه گیری شده را با تشخیص ولتاژ سمت ثانویه ترانسفورماتور محاسبه کند.
بنابراین در مقایسه با مولتی متر، گیره سنج هنگام اندازه گیری جریان نیازی به تغییر مدار ندارد و می تواند جریان های بزرگتر مانند جریان بارهای القایی مانند موتورها را اندازه گیری کند. اما به دلیل استفاده از ترانسفورماتور جریان در داخل کلمپ متر، طبق اصل کار ترانسفورماتور نمی تواند جریان مستقیم را عبور دهد. پس گیره متر واقعا نمی تواند جریان DC را اندازه گیری کند؟ در واقع، کلمپ متر می تواند جریان DC را اندازه گیری کند، اما از ترانسفورماتور جریان استفاده نمی کند.
اصل جریان DC اندازه گیری گیره متر
از آنجایی که DC نمی تواند تغییراتی در شار مغناطیسی ایجاد کند، در صورت استفاده از ترانسفورماتور جریان، گیره سنج نمی تواند جریان DC را اندازه گیری کند. ترانسفورماتور برای اندازه گیری جریان AC استفاده می شود که به آن ترانسفورماتور الکترومغناطیسی می گویند، در حالی که گیره متر برای اندازه گیری جریان DC از سنسور دیگر سنسور هال استفاده می کند.
اصل استفاده از سنسور هال برای اندازه گیری جریان DC به این صورت است: وقتی جریان از سیم عبور می کند، میدان مغناطیسی (مشابه آهنربای الکتریکی) ایجاد می شود و این میدان مغناطیسی متناسب با بزرگی جریان است. پس از اینکه کولیس گیره سنج میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط سیم را جمع آوری کرد، توسط عنصر هال واقع در کولیس تشخیص داده می شود. عنصر هال یک عنصر حساس مغناطیسی است که میدان مغناطیسی را به سیگنال خروجی ولتاژ تبدیل می کند و سیگنال ولتاژ توسط مدار تقویت می شود پس از پردازش، جریان بار را می توان نمایش داد. بسیاری از کلمپ مترهای جریان دو منظوره AC و DC هستند و داخل آن نیز دارای ترانسفورماتورهای الکترومغناطیسی و سنسورهای هال برای تشخیص جریان AC و جریان DC است.
تفاوت بین گیره متر و مولتی متر
همانطور که در بالا ذکر شد، وظیفه اصلی کلمپ متر تشخیص جریان است. در مقایسه با مولتی متر، استفاده از کلمپ متر برای تشخیص جریان راحت تر است و محدوده اندازه گیری بسیار بزرگتر از مولتی متر است، اما یک نکته وجود دارد، گیره سنج نمی تواند به طور معمول هنگام اندازه گیری جریان کوچک نمایش داده شود (مانند جریان کمی چند صد میلی آمپر) و دقت اندازه گیری آن به خوبی یک مولتی متر نیست.
تفاوت دوم این است که چون وظیفه اصلی کلمپ متر تشخیص جریان است، در سایر عملکردها به خوبی مولتی متر نیست. اگرچه بسیاری از گیرهسنجها در حال حاضر بسیاری از عملکردهای مولتیمتر مانند اندازهگیری ولتاژ، اندازهگیری مقاومت، اندازهگیری فرکانس، اندازهگیری دما و غیره را یکپارچه میکنند، اما به طور کلی، این توابع غیر از اندازهگیری جریان با مولتی متر قابل مقایسه نیستند. و دقت این چرخ دنده های اندازه گیری به طور کلی بدتر از مولتی متر است.
