Nowe cęgowe sondy prądowe CT6841 i CT6843 japońskiej firmy HIOKI pozwalają na precyzyjny pomiar prądu w szerokim zakresie temperatur otoczenia. Sondy oferuje w Polsce firma Labimed Electronics.

HIOKI – japoński producent zaawansowanego technicznie, profesjonalnego sprzętu pomiarowego – jest też uznanym wytwórcą prądowych sond cęgowych. Firma rozszerza systematycznie ofertę przyrządów tego typu i wprowadziła ostatnio do produkcji sondy cęgowe CT6841 i CT6843 przeznaczone do pomiaru małych prądów stałych i przemiennych. Nowe sondy wyróżniają się wysoką precyzją pomiaru, szerokim zakresem częstotliwości i temperatur pracy, a także konstrukcją zapewniającą użytkownikowi wysoki komfort obsługi.
Sondy cęgowe CT6841 (fot. 1) i CT6843 (fot. 2) zastępują dwie produkowane wcześniej sondy 9277 i 9278. Mają w porównaniu z nimi lepszą dokładność i szersze pasmo pomiaru. Mogą też pracować w szerszym zakresie temperatur. Nowe sondy skonstruowano tak, aby można je było obsługiwać tylko jedną ręką. Są w porównaniu z sondami 9277 i 9278 lżejsze i mniejsze, przy zachowaniu tej samej maksymalnej średnicy przewodu obejmowanego przez cęgi. Są też mniej podatne na zakłócenia pochodzące z pobliskich źródeł sygnału, na pola magnetyczne oraz położenie przewodu w obszarze cęgów. Parametry nowych i „starych” sond zamieszczono w celu ich porównania w tablicy z danymi technicznymi załączonej do artykułu.
Producent przewiduje, że nowe sondy znajdą zastosowanie w różnorodnych aplikacjach pomiarowych, w tym samochodowych, takich jak m.in. testowanie pojazdów elektrycznych i hybrydowych.
Sondy CT6841 i CT6843 przeznaczono przede wszystkim do współpracy z przyrządami firmy HIOKI, w tym rejestratorami oscyloskopowymi i loggerami. Mogą też współpracować z urządzeniami pomiarowymi innych producentów, np. typowymi oscyloskopami. Należy przy tym zaznaczyć, że sondy nie mają własnego źródła zasilania. Oznacza to, że taka sonda musi być zasilana z zewnątrz, tj. ze specjalnego wyjścia urządzenia, z którym współpracuje lub, gdy urządzenie takiego wyjścia nie ma, z wyjścia urządzenia pośredniczącego, np. z „modułu czujnika” 9555-10 (fot. 3). Moduł oferuje HIOKI jako wyposażenie opcjonalne.

Cęgi prądowe
Żółte cęgi sond CT6841 i CT6843 mają średnicę wewnętrzną równą 20 mm. Tyle też wynosi maksymalna średnica obejmowanego przez nie przewodu z prądem. Mimo, że cęgi sond mają ten sam kształt i rozmiary, to ich zakresy prądowe różnią się znacznie. Ważną własnością sond jest umieszczony w nich mechanizm blokujący cęgi o dużej wytrzymałości na narażenia mechaniczne.

Zakresy pomiarowe prądu
Znamionowy prąd (stały i przemienny) sondy CT6841 jest równy 20 A, a sondy CT6843 – 200 A. Dwukrotnie większy jest maksymalny prąd skuteczny (przemienny), który wynosi odpowiednio 40 i 400 A. Z kolei prąd szczytowy cęgów nie przekracza odpowiednio 57 i 570 A.
Sonda CT6841 ma wyjście napięciowe o przekładni równej 0,1 V/A, a sonda CT6843 – 0,01 V/A. Oznacza to, że prąd w obwodzie wejściowym sondy CT6841 równy na przykład 10 A spowoduje powstanie na wyjściu tej sondy napięcia 1 V. Napięcie o tej samej wartości pojawi się na wyjściu sondy CT6843, gdy prąd w jej obwodzie wejściowym będzie równy 100 A.
Przy pomiarze prądu stałego zachodzi konieczność wyzerowania pozostałości magnetycznej w cęgach, która pojawia się po poprzednim pomiarze lub gdy na sondę oddziałują zewnętrzne sygnały zakłócające. Pozostałość ta powoduje błędne, szczątkowe wskazanie prądu. Do sprowadzenia do zera wskazania szczątkowego służy specjalne pokrętło umieszczone w obudowie sondy.

Sposób dołączenia sondy przy pomiarze prądu
Przewód wyjściowy sondy (o długości ok. 3 m) jest zakończony specjalnym wtykiem pasującym do nietypowego, wielostykowego gniazda pomiarowego prądu wykorzystywanego też do jej zasilania. Gdy przyrząd nie ma wymienionego gniazda, lecz typowe gniazdo BNC, to bezpośrednie dołączenie do niego sondy nie jest możliwe. W takim przypadku należy zastosować urządzenie pośredniczące, czyli opcjonalny moduł czujnika 9555-10. Sondę łączy się wtedy bezpośrednio z modułem, a moduł przewodem BNC-BNC (np. L9217) z gniazdem pomiarowym (BNC) prądu w przyrządzie. W takiej konfiguracji połączeniowej sondy CT6841 i CT6843 mogą współpracować też z typowymi oscyloskopami innych producentów. Należy zaznaczyć, że moduł czujnika 9555-10 może „obsłużyć” tylko jedną sondę. Zasila się go z zewnętrznego zasilacza sieciowego 9418-15 znajdującego się w komplecie z tym modułem.
Pasmo i dokładność pomiaru
Zakres częstotliwości prądów mierzonych przez sondy cęgowe CT6841 i CT6843 wynosi odpowiednio od DC do 1 MHz i od DC do 500 kHz, jest zatem znacznie szerszy niż wcześniej produkowanych sond 9277 i 9278 (od DC do 100 kHz). Dzięki tej własności sondy CT6841 i CT6843 mogą mierzyć m.in. tętnienia prądu stałego przy ocenie ogniw paliwowych. Mogą też posłużyć do oceny efektywności transmisji mocy w układach zasilania bezstykowego.

Szeroki zakres temperatur pracy
Pomiar pośredni, tj. cęgami jest niezbędny, gdy istnieje potrzeba dokładnego pomiaru prądu płynącego np. w przewodach znajdujących się wewnątrz komory silnika. Takie warunki pomiarowe spotyka się często, gdy określa się sprawność silnika i układu paliwowego we współczesnym pojeździe elektrycznym lub hybrydowym, w którym nie ma możliwości rozłączenia przewodów w celu dokonania pomiaru. Zadanie pomiarowe komplikuje dodatkowo wysoka temperatura oraz brak wolnego miejsca w komorze mieszczącej nie tylko silnik, lecz również skomplikowaną wiązkę przewodów. Takie warunki pomiaru prądu wymagają użycia do tego precyzyjnego i kompaktowego czujnika cęgowego o szerokim zakresie temperatur pracy.
Sondy CT6841 i CT6842 zachowują swoje własności pomiarowe w szerokim zakresie temperatur otoczenia od -40 do 85°C. Obudowa cęgów tych sond jest wykonana ze specjalnej żywicy odpornej na deformacje powodowane przez ciepło wydzielające się w miejscu pomiaru. Stąd też sondy te nadają się do pomiaru temperatur wewnątrz urządzeń narażonych na ekstremalne zmiany temperatur.

Wyposażenie standardowe i opcjonalne
W komplecie z sondami jest futerał i instrukcja obsługi. Za dodatkową opłatą można zamówić moduł czujnika 9555-10, przewód połączeniowy L9217 (do 9555-10, długość 1,5 m, izolowany wtyk BNC – izolowany wtyk BNC) oraz przedłużacz 9706 (długość 5 m).

mgr inż. Leszek Halicki