Как работают токовые клещи

Опубликовано 27.08.2011 Ведущий Филипп Болгов

Часто бывает очень трудно измерить ток непосредственно, так как значение силы тока слишком велико, чтобы подавать его непосредственно на цепь измерительного прибора, или просто потому, что недопустимо разрывать цепь.
Клещеобразные токовые датчики разработаны для расширения возможностей измерения цифровых мультиметров, измерителей параметров мощности, осциллографов, портативных осциллографов, регистрираторов или самописцев, и других разнотипных инструментов.


Токовый датчик для измерения параметров переменного тока может рассматриваться как разновидность простого трансформатора тока.
На замкнутом магнитопроводе в виде клещей замкнутых на проводнике, находится вторичная катушка, по которой протекает электрический ток, вызываемый током в измеряемом проводнике. Проводник, на котором пользователь проводит измерения – является одним витком первичной обмотки.
Токовый датчик замкнутый вокруг проводника вырабатывает выходной ток, значения которого прямо пропорционально току в проводнике. Зная коэффициент трансфомации можно с лёгкостью определить значение тока в проводе, вокруг которого замкнут датчик.
Если измеряемое значение слишком мало, для использования датчика или для увеличения точности измерения можно замкнуть клещами несколько петель проводника тока. Значение тока определяется отношением показания прибора к количеству витков проводника охваченных токовыми клещами (показания прибора необходимо разделить на количество витков замкнутых клещами).



В отличие от традиционных электромагнитных преобразователей переменного тока, измерение параметров переменного и постоянного тока часто осуществляется посредством измерения напряжённости магнитного поля созданного проводником тока в полупроводниковом кристалле в соответствии с эффектом Холла.
Когда ток возбуждения в устройстве Холла поддерживается постоянным, напряжённость магнитного поля является прямо пропорциональной току в измеряемом проводнике. Таким образом, выходное напряжение соответствует данному току. Подобная схема имеет два важных преимущества для измерения параметров тока:
Первое, так как напряжение Холла не зависит от изменения направления магнитного поля, а только от значения его напряженности то данное устройства может быть использовано для измерения постоянного тока.

Второе, когда напряжение магнитного поля изменяется вследствие изменения тока в проводнике, реакция на изменение происходит мгновенно. Таким образом, форма электромагнитной волны переменного тока может быть определена и измерена с высокой точностью и небольшим фазовым сдвигом.

Большинство современных токовых клещей имеют именно такое устройство.