Pomiar prądu metodą bezpośrednią nie jest ani wygodny, ani bezpieczny. Często lepiej użyć do tego przystawki cęgowej.

Funkcję pomiaru prądu ma każdy multimetr cyfrowy. Zakres pomiaru takiego przyrządu jest jednak ze względów konstrukcyjnych i bezpieczeństwa ograniczony zwykle do 10 A. Konwencjonalna metoda pomiaru prądu wymaga rozwarcia przed pomiarem obwodu z mierzonym prądem i włączenia w to miejsce szeregowo amperomierza. W wielu wypadkach może to być trudne do wykonania, niebezpieczne lub wręcz niemożliwe. Dobrym rozwiązaniem jest wtedy użycie amperomierza cęgowego lub przystawki cęgowej połączonej z multimetrem. W takim przypadku nie trzeba rozłączać przewodu z mierzonym prądem, wystarczy tylko założyć cęgi amperomierza lub przystawki na ten przewód.



Fot. 1. Przystawka cęgowa CA113OS/AT.

Gdy trzeba mierzyć prądy nie tylko przemienne, ale i stałe, to przystawka cęgowa jest w porównaniu z amperomierzem cęgowym zdecydowanie tańsza. Zarówno amperomierz cęgowy, jak i przystawka zawiera w cęgach czujnik hallotronowy, który podnosi cenę przyrządu w stosunku do mierzącego tylko prądy przemienne. W porównaniu z amperomierzem cęgowym, przystawka cęgowa jest nie tylko tańsza. Jest też ponadto źródłem sygnału analogowego, który można wykorzystać do obserwowania przebiegów na ekranie oscyloskopu lub zapisywania ich na rejestratorze. Przystawkę cęgową łączy się przed pomiarem z wejściem pomiarowym napięcia uniwersalnego multimetru cyfrowego (przemiennego przy pomiarze prądów przemiennych, a stałego przy pomiarze prądów stałych). Do współpracy z większością przystawek nadaje się każdy multimetr uniwersalny, który jest wyposażony w podzakres pomiarowy napięcia w setkach miliwoltów, np. 200 mV. Poza koniecznością jednoczesnego korzystania z dwóch przyrządów, jedyną niedogodnością pracy z przystawką cęgową jest potrzeba przeliczania wskazań napięcia multimetru w miliwoltach lub woltach zależnie od wielkości mierzonego prądu. Do przeliczania wskazań multimetru wykorzystuje się wartość przekładni - jest ona zwykle podana na obudowie przystawki w mV/A. Aby otrzymać wartość prądu, należy wtedy podzielić wskazanie multimetru przez wartość przekładni. Gdy przystawka ma przełączane ręcznie podzakresy pomiarowe, to do obliczeń używa się wtedy wartości przekładni odpowiadającej aktualnie włączonemu podzakresowi pomiarowemu przystawki. W artykule zostaną przedstawione dwie prądowe przystawki cęgowe CA113OS/AT i CA113 produkowane przez firmę Finest. Parametry obu przystawek zamieszono w załączonej tablicy.

Przystawka cęgowa CA113OS/AT
Przystawka CA113OS/AT (fot. 1) jest przeznaczona do pomiaru stosunkowo małych prądów nieprzekraczających 60 A zarówno stałych, jak i przemiennych (o częstotliwościach od 40 do 20 kHz), po uprzednim połączeniu jej z multimetrem cyfrowym. Cęgi przystawki mogą objąć przewód z mierzonym prądem o maksymalnej średnicy 9 mm. Przystawka nadaje się szczególnie do współpracy z oscyloskopami samochodowymi. Do wyboru zakresu pomiarowego, czyli również przekładni przystawki, służy przełącznik przesuwny. Przełącznikiem tym wybiera się podzakres pomiarowy 20 A lub 60 A, niezależnie od rodzaju mierzonego prądu (stały, przemienny). Przy pracy na podzakresie 20 A przekładnia przystawki CA113OS/AT wynosi na 1 mV/10 mA, a na podzakresie 60 A – 1 mV/100 mA. Dokładność pomiarowa przystawki przy pomiarze prądu stałego zależy od wybranej przekładni (podzakresie) i wartości mierzonego prądu. Gdy przekładnię ustawimy na 1 mV/10 mA, a prąd mierzony będzie mieścił się w przedziale od 10 mA do 20 A, to dokładność pomiaru prądu będzie równa 1,5 proc. Gorzej jest przy prądach większych, gdy wybierze się przekładnię 1 mV/100 mA. W przedziale od 100 mA do 40 A dokładność przystawki wynosi 2 proc., a w przedziale od 40 do 60 A – 4 proc. Przy pomiarze prądów przemiennych dokładność pomiaru zależy ponadto od częstotliwości tego prądu i maleje ze wzrostem częstotliwości do od 2 do 8%. Przy okazji warto przypomnieć, że całkowita dokładność pomiaru prądu zestawu pomiarowego przystawka-multimetr jest sumą dokładności obu tych przyrządów. Do zerowania przed pomiarem prądu stałego pozostałości magnetycznej cęgów, której efektem jest wskazanie szczątkowe multimetru dołączonego do przystawki służy pokrętło DC ZERO ADJ. Przystawka ma przewód połączeniowy połączony z nią na stałe i zakończony wtykiem BNC, co przydaje się, gdy trzeba połączyć ją z typowym oscyloskopem. Gdy jednak oscyloskop ma gniazda banankowe lub, gdy łączy się przystawkę z multimetrem, to trzeba zastosować do tego przejściówkę z wtyku BNC na dwa wtyki banankowe. Taką przejściówkę dostarcza producent z przystawką. Przystawka jest zasilana napięciem 9 V z baterii typu 6F22 wystarczającej na 100 h pracy. Stan baterii wymagający wymiany jej na nową sygnalizuje dioda LED.

Przystawka cęgowa CA113
Pomiar dużych prądów wymaga od konstruktorów spełnienia innych wymagań niż te, które są stawiane przy pomiarze prądów małych, gdy trzeba zapewnić odpowiednio dużą czułość układu pomiarowego zawierającego przetwornik hallotronowy. Cęgi przystawek mierzących duże prądy mają stosunkowo duże rozmiary. Taką konstrukcją charakteryzuje się przystawka CA113 (fot. 2), której cęgi mogą objąć przewód z prądem o średnicy nie większej 52 mm. Przystawka mierzy prądy stałe i przemienne na dwóch podzakresach 400 i 1000 A. Podzakresy te wybiera się przełącznikiem przesuwnym. Osobny przełącznik tego typu służy do wyboru rodzaju mierzonego prądu (stałego lub przemiennego).



Fot. 2. Przystawka cęgowa CP113.

Odpowiadające podzakresom wartości przekładni wynoszą odpowiednio 1 mV/A i 0,1 mV/A. Pozostałość magnetyczną w cęgach zeruje się przyciskiem - tak jak w przystawce CA113OS/AT. Dokładność pomiaru przystawki CA113 wynosi 2 proc. przy pomiarze prądów stałych i przemiennych o częstotliwościach do 400 Hz. Sygnał wyjściowy z przystawki jest wyprowadzany przewodem połączonym z przystawką na stałe. Przewód jest zakończony dwoma wtykami banankowymi standardu 4 mm, bezpiecznymi (z osłonkami). Przystawka jest zasilana z 9-woltowej baterii 6F22 wystarczającej na 200 h pracy (przy użyciu baterii alkalicznej). Niski stan baterii sygnalizuje dioda LED.



Prądowe przystawki cęgowe

Leszek Halicki
Labimed Electronics