Multimetr cęgowy Voltcraft VC-540 z pomiarem TRMS

Multimetr cęgowy Voltcraft VC-540 z pomiarem TRMS

19 kwi 2018

Pomiar prądu o dużym  natężeniu byłby  bardzo trudny lub wręcz niemożliwy, gdyby nie opracowano mierników cęgowych, ponieważ pomiary w obwodach wysokoprądowych zawsze wiążą się z zagrożeniem życia. Na ich potrzeby najpierw opracowano przekładniki, a następnie mierniki cęgowe. Oba te rozwiązania są  dziś używane, ale  w warsztacie elektronika lub elektryka lepiej sprawdzą się  cęgi  pomiarowe.

Dzięki zastosowaniu miernika cęgowego pomiar odbywa się praktycznie bez ingerencji w mierzony obwód, zapewniając tym  samym bezpieczeństwo użytkownika przyrządu. A przy tym funkcjonalność mierników cęgowych nie ogranicza się jedynie do pomiaru natężenia prądu.

Jak wspomniano we wstępie, podstawową funkcjonalnością miernika Voltcraft VC-540 jest możliwość pomiaru natężenia prądu bez konieczności rozłączania obwodu elektrycznego.  Niektórym osobom może  to  wydawać się dziwne, ponieważ zwykle natężenie prądu mierzy się, włączając amperomierz szeregowo lub za pomocą spadku napięcia na rezystorze o znanej wartości, ale ten też trzeba włączyć szeregowo. Obie te metody wymagają rozwarcia mierzonego obwodu w celu włączenia sondy pomiarowej.

Dla potrzeb pomiaru natężenia prądu multimetr Voltcraft VC-540 jest wyposażony w masywne cęgi umieszczone w górnej części obudowy. Wykonując pomiar, należy objąć nimi przewód wiodący mierzony prąd, jak pokazano na rysunku 1. Jeśli prąd jest nieduży, to można kilka razy owinąć cęgi przewodem, a następnie uzyskany wynik pomiaru podzielić przez liczbę zwojów. Warunkiem uzyskania poprawnego wyniku jest, aby cęgi zamknęły się na przewodzie, obejmując go okręgiem.

Sposób pomiaru prądu za pomocą miernika cęgowego

Rys.1. Sposób pomiaru prądu za pomocą miernika cęgowego

W mierniku cęgowym prąd mierzy się metodą pośrednią, za pomocą pomiaru natężenia pola magnetycznego. Jak pamiętamy  z  lekcji  nie tylko fizyki, wokół przewodnika, przez który płynie prąd elektryczny, powstaje pole elektromagnetyczne. Specjalny czujnik zawarty w cęgach mierzy natężenie składowej pola magnetycznego, które jest proporcjonalne do natężenia prądu występującego w przewodzie. Dzięki tej metodzie, o ile w typowych multimetrach pomiar prądu o dużym natężeniu tworzy problemy techniczne, przez które ten miernik nie bardzo nadaje się do takich pomiarów, o tyle w miernikach cęgowych jest odwrotnie – można powiedzieć, że pomimo sporego natężenia prądu, pomiar jest wykonywany bezstresowo. Dlaczego?

Typowy amperomierz mierzy prąd za pomocą spadku napięcia na rezystorze pomiarowym, przez co wymaga zastosowania rezystora bocznikującego o dużej dokładności wykonania, a przy tym mającego  dostateczną  wytrzymałość prądową i temperaturową (wytraci się na nim bardzo duża moc). Jeśli ten bocznik będzie zamontowany wewnątrz obudowy multimetru (amperomierza), to przy przepływie dużego prądu straty mocy podniosą temperaturę komponentów, co po pewnym czasie dramatycznie zdegraduje klasę pomiarową przyrządu. Dlatego – jeśli uważnie wczytamy się  w  instrukcję użytkownika – większość producentów typowych multimetrów zaleca, aby pomiar na najwyższym zakresie prądowym nie był dłuższy niż np. 10 sekund, a przerwa pomiędzy pomiarami wynosiła np. 60 sekund, w czasie których przyrząd się ochłodzi.

Jak wspomniano, inaczej jest w miernikach  cęgowych, które nie mają wad typowych amperomierzy (brak tworzącego problemy techniczne bocznika), a przy tym łatwiej mierzy się nimi prąd o dużym natężeniu, ponieważ wraz z nim rośnie natężenie pola magnetycznego, a co za tym idzie, jest ono łatwiejsze do wykrycia i zmierzenia, i można przy tym stosować sensory o mniejszej czułości. Miernik Voltcraft VC-540 służy do pomiarów prądu stałego i zmiennego o natężeniu do 80 A.

Cęgi stanowią znaczne udogodnienie ułatwiające wykonywanie pomiarów natężenia prądu, gdyż nie wymagają rozłączania obwodu, jednak próba  pomiaru poprzez objęcie cęgami przewodu dwużyłowego, w którym prąd należący do tego samego obwodu, np. zasilający żarówkę, płynie w obu  kierunkach, skończy się  niepowodzeniem.  Konieczne jest rozdzielenie wiązki przewodów i uchwycenie cęgami tylko jednego z nich, zgodnie z pokazanym wcześniej rysunkiem 1.

Nie tylko natężenie prądu

Gdyby  opisywany  miernik  był  przeznaczony jedynie do pomiaru natężenia prądu, to jego użyteczność byłaby mocno ograniczona. Dlatego producent podniósł atrakcyjność przyrządu, wyposażając go w różnorodne funkcje pomiarowe. Dzięki temu miernik można zakwalifikować do grupy multimetrów, czyli mierników uniwersalnych. Dodatkowo do pomiaru natężenia prądu AC/ DC mamy więc również możliwość pomiaru napięcia AC i DC, rezystancji (do 50 MV), pojemności (do  5000  mF), częstotliwości (do 100 kHz) i temperatury (aż do +780°C). Jest również test diody i test zwarcia. Waż- niejsze parametry techniczne umieszczono w  tabeli 1. Czytelny wyświetlacz (licznik do 5000) z załączanym podświetlaniem pozwala na korzystanie z miernika nawet w trudnych warunkach przemysłowych. Oczywiście, wszystkie wymienione pomiary poza natężeniem prądu wykonuje się przy użyciu kabli pomiarowych będących w standardowym wyposażeniu przyrządu.

Parametry techniczne multimetru cęgowego Voltcraft VC-540

Amperomierz i woltomierz mierzą rzeczywiste wartości skuteczne prądu i napięcia zmiennego (TrueRMS). Podczas pomiarów w każdej chwili można zamrozić wynik na wyświetlaczu, naciskając przycisk „H” (Hold). Ponowne jego naciśnięcie spowoduje powrót do ciągłego  wyświetlania wyników. Miernik Voltcraft VC-540 dysponuje również funkcją „PEAK HOLD”, dzięki której jest możliwe wykrywanie krótkich impulsów napięciowych lub prądowych. Minimalny czas trwania dodatniego lub ujemnego piku to 1 ms. Oprócz tego można na bieżąco rejestrować wartości maksymalne i minimalne. Służy do tego funkcja „MAX/MIN”. Jej uruchomienie powoduje, że na wyświetlaczu, w zależności od wyboru, jest zatrzymywana wartość maksymalna lub minimalna. Zmienia się ona tylko wtedy, gdy miernik wykryje odpowiednio nowe maksimum lub minimum. Miernik umożliwia również wykonywanie pomiarów  względnych – służy do tego funkcja „REL”.

Podsumowanie

Miernik Voltcraft VC-540 został przez producenta opatrzony etykietą „Heavy Duty”. Pozwala ona  oczekiwać, że budowa miernika zapewnia możliwość użytkowania go również w trudnych warunkach przy zachowaniu najwyższych standardów bezpieczeństwa użytkownika. Moim zdaniem przyrząd może przydać się w warsztacie samochodowym, a chociaż zakres prądowy jest zbyt mały na pomiar prądu rozrusznika, to jednak możliwość nieinwazyjnego pomiaru prądu jest tu bezcenna przy sprawdzaniu wiązek przewodów zasilających oświetlenie i inne podzespoły pojazdu. Ponadto będzie bardzo użyteczny dla służby utrzymania ruchu, do obsługi i serwisu maszyn przemysłowych, przy uruchamianiu i naprawie urządzeń służących do ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji (HVAC). Funkcja pomiaru temperatury pozwala na wykrywanie w wygodny sposób przegrzania podzespołów elektrycznych i elektronicznych, co jest jedną z częstszych przyczyn awarii.

Z uwagi na serwisową przydatność miernika EX830, wyposażono go w wygodny i estetyczny pokrowiec. Oprócz samego przyrządu mieszczą się w niej również kable pomiarowe i termopara. Do zasilania przyrządu przewidziano baterię 9 V typu 6F22. Dla wydłużenia jej pracy, po około 30 minutach bezczynności miernik automatycznie się wyłącza.

Jacek Bogusz, Elektronika Praktyczna, 2016/9
 

Powiązane tematy:

Polecane produkty:

Polecane akcesoria: