Klešťové měřicí přístroje mají významné uplatnění v elektrotechnice a elektronice. Tyto přístroje slouží k měření elektrických veličin, jako je proud a napětí, a jsou nezbytné pro spolehlivé a přesné měření.
Klešťové měřicí přístroje se dělí na analogové a digitální. Digitální klešťové měřicí přístroje jsou velmi oblíbené a nabízejí širokou škálu současných funkcí pro měření různých veličin. Tyto přístroje mají výhodu v tom, že jsou snadno čitelné a umožňují rychlé a snadné měření. Analogové klešťové měřicí přístroje jsou méně přesné a méně praktické než digitální, ale stále své uplatnění v některých situacích najdou.
Klešťové měřicí přístroje patří mezi nezbytné nástroje pro elektrotechniku a elektroniku. Tyto přístroje slouží k měření v těžko přístupných oblastech a jsou nezbytné pro spolehlivou a přesnou diagnostiku elektrických systémů.
Funkční princip klešťových měřicích přístrojů
Princip klešťových měřicích přístrojů je založen na elektromagnetické indukci. Tyto přístroje jsou určeny k měření proudu protékajícího vodičem bez nutnosti rozpojování obvodu. Klešťový měřič se skládá z magnetického jádra, které je tvořeno čelistmi svěrky, a cívky drátu. Magnetické pole vytvářené proudem procházejícím vodičem indukuje v cívce klešťového měřiče proud, který je úměrný proudu protékajícím vodičem.
Magnetické pole indukované v klešťovém měřiči není ovlivněno vířivými proudy ve vodiči, protože nosné části klešťového měřiče jsou vyrobeny z izolátorů. Proměnlivé magnetické pole kolem střídavého vodiče indukuje v měřicí cívce proud, který se používá k měření velikosti proudu v kabelu.
Klešťový měřič může měřit střídavý i stejnosměrný proud a také napětí. Princip měření střídavého proudu je založen na použití měřicího transformátoru proudu, který je tvořen čelistmi svěrky. Princip měření stejnosměrného proudu je založen na hallově jevu.
Klešťové přístroje využívající Hallův jev mohou měřit střídavý i stejnosměrný proud až do rozsahu cca 1000 Hz. Klešťové přístroje využívající Hallův jev mají, podobně jako přístroje s proudovým transformátorem, pevné feritové čelisti ke koncentrování magnetického pole, které obepíná měřený vodič.
Na rozdíl od klešťových přístrojů s proudovým transformátorem nejsou jejich čelisti ovinuty měděnými vodiči. Namísto toho je magnetické pole generované vodičem po uzavření čelistí kolem vodiče soustředěno kolem jedné nebo více mezer v jádře.
V místě, kde se stýkají čelisti klešťového přístroje využívajícího Hallův jev, existuje mezera vytvářející vzduchovou kapsu, kterou musí magnetické pole překlenout. Tato mezera omezuje magnetický tok tak, že nemůže dojít k saturaci jádra. Naproti tomu jsou čelisti klešťového přístroje s proudovým transformátorem, který měří pouze střídavý proud, při uzavření magneticky vodivě spojeny. Při otevření jsou na koncích čelistí vidět holé plochy kovového jádra.
V této mezeře, kde jsou konce čelistí pokryty tenkou plastovou ploškou, je umístěn polovodič známý jako Hallův snímač – převodník, který v reakci na magnetické pole, v tomto případě magnetické pole vodiče, mění své výstupní napětí. Jeho účelem je přímo měřit magnetický tok. Výstupní napětí snímače je poté zesíleno a odstupňováno tak, aby představovalo proud protékající vodičem, který prochází čelistmi klešťového přístroje.
Výhody klešťových přístrojů
Jednou z hlavních výhod klešťových měřicích přístrojů je jejich neinvazivní způsob měření proudu. Na rozdíl od tradičních metod, které pro měření proudu vyžadují odpojení obvodu, umožňují klešťové měřiče rychlé a snadné měření bez jakéhokoli narušení obvodu. Tato funkce činí klešťové měřiče praktickým a užitečným zařízením pro techniky pracující v oblasti servisu a údržby elektrických a elektronických zařízení. Použitím klešťového měřiče se mohou technici vyhnout riziku úrazu elektrickým proudem, ušetřit čas a zvýšit efektivitu své práce.
Klešťové měřiče jsou také známé pro své snadné použití a přenosnost. Obvykle jsou navrženy jako praktické, snadno použitelné nástroje, které lze používat ve stísněných prostorách nebo na cestách. Některé model, mohou dokonce měřit zemnící systémy za provozu bez odpojení systému. Tato funkce zajišťuje praktické a rychlé měření hodnot, zlepšuje efektivitu a přesnost v procesu měření.
Omezení klešťových měřicích přístrojů
Jedním z omezení klešťových měřicích přístrojů je jejich neschopnost přesně měřit nízké proudy. Klešťové měřiče jsou sice užitečné pro měření vysokých proudů, ale při měření proudů pod 2 ampéry nemusí být tak přesné. To může být významnou nevýhodou pro určité aplikace, kde jsou nutná přesná měření.
Dalším omezením klešťových měřicích přístrojů je jejich citlivost na vnější magnetická pole. Kleště používané v těchto zařízeních jsou ve skutečnosti transformátory pro měření proudu a jakékoli magnetické rušení může ovlivnit přesnost měření. Aby k tomu nedocházelo, je měřicí zařízení často stíněno krytem z feromagnetického materiálu nebo umístěno v astatické poloze. To však nemusí vždy stačit a při používání klešťových měřičů je důležité si uvědomit potenciální zdroje magnetické interference.
Dalším omezením klešťových měřicích přístrojů je jejich neschopnost měřit stejnosměrný proud (DC). Zatímco některá zařízení mohou měřit střídavý i stejnosměrný proud, mnoho klešťových měřičů je navrženo jen pro měření střídavých proudů. Pro zajištění přesných a spolehlivých měření je důležité zvolit vhodné měřicí zařízení pro konkrétní aplikaci.
Aplikace klešťových měřicích přístrojů
Díky schopnosti měřit proud a napětí současně mohou některé klešťové měřiče rychle identifikovat problémy, jako je přetížení, nedostatečné zatížení a nevyvážené zatížení, což umožňuje rychlou nápravu.
Kromě elektrického testování lze klešťové multimetry použít také pro řízení a analýzu energie. Tyto přístroje mohou měřit proud, napětí, odpor, frekvenci a kapacitu, stejně jako provádět testy propojení a diod. To z nich dělá základní nástroj pro energetické audity a řízení, který umožňuje identifikaci plýtvání energií a neefektivnosti.
Závěr
Závěrem lze říci, že klešťové měřicí přístroje se staly nezbytným nástrojem při měření proudu. Mezi výhody klešťových měřičů patří jejich neinvazivní charakter, všestrannost, snadné použití a přenosnost. Mají však svá omezení, jako je jejich neschopnost přesně měřit stejnosměrný proud a jejich citlivost na vnější magnetická pole. Navzdory těmto omezením nacházejí klešťové měřiče uplatnění v elektrickém testování a diagnostice poruch, analýze kvality energie a energetickém managementu. Celkově klešťové měřiče způsobily revoluci ve způsobu měření proudu, díky čemuž je toto měření bezpečnější a efektivnější.
