Japońska firma HIOKI jest znanym producentem elektronicznej aparatury pomiarowej. Dzięki doskonałej jakości swoich wyrobów zyskała dużą renomę wśród użytkowników.

Firma HIOKI przykłada szczególną wagę do zagadnień związanych z pomiarem prądu i stale rozszerza ofertę cęgowych sond prądowych. W numerze 2/2015 „Nowoczesnego Warsztatu” przedstawiliśmy dwie takie sondy: CT6841 i CT6843. W niniejszym zostaną przedstawione trzy następne: CT9691, CT9692 i CT9693. Wszystkie są w ofercie firmy Labimed Electronics.
Pod względem elektrycznych własności pomiarowych sondy prądowe CT9691, CT9692 i CT9693 różnią się między sobą przede wszystkim zakresem mierzonego prądu (stałego i przemiennego) oraz pasmem pomiaru. Dwie pierwsze mierzą prądy stosunkowo niewielkie (pierwsza do 100 A, druga do 200 A), mają ponadto doskonałą charakterystykę częstotliwościową, co przydaje się przy obserwacjach sygnałów na oscyloskopie. Trzecią sondę przeznaczono do pomiarów i obserwacji dużych prądów (do 2000 A), w tym rozruchowych (do 2840 A).
Sondy nie mają własnego zasilania. Zasila się je z zewnętrznego modułu czujnika CT6590. Moduł ten pośredniczy między sondą a urządzeniem docelowym (rejestratorem, loggerem, oscyloskopem cyfrowym). Sondę łączy się z modułem przewodem zakończonym nietypowym wtykiem zaprojektowanym specjalnie do tych sond, moduł zaś z urządzeniem docelowym przewodem zakończonym popularnym wtykiem BNC. Ponieważ sondy CT9691, CT9692 i CT9693 nie mogą pracować samodzielnie, stąd oferuje się je w kompletach z wymienionym modułem pod oznaczeniami odpowiednio CT9691-90, CT9692-90 i CT9693-90.
Szczegółowe dane techniczne sond i modułu czujnika zamieszczono w tabeli.

Sonda cęgowa CT9691
Sondę CT9691 przeznaczono do pomiaru stosunkowo niewielkich prądów stałych i przemiennych. Maksymalny prąd szczytowy sondy jest równy 150 A. Z kolei maksymalny prąd znamionowy doprowadzany do wejścia sondy w sposób ciągły wynosi 100 A. Należy zaznaczyć, że prąd ten zmniejsza się stopniowo po przekroczeniu częstotliwości 2 kHz.
Żółte cęgi sondy mają wewnętrzną średnicę 35 mm i kształt okrągły, nieco inny niż dwa pozostałe przyrządy tej serii, których cęgi są lekko wydłużone. W cęgach sondy znajduje się czujnik hallotronowy, który przetwarza mierzony prąd na napięcie stałe lub przemienne, zależnie od tego, czy mierzony prąd jest stały, czy odpowiednio przemienny. Użyteczne napięcie wyjściowe jest wprost proporcjonalne do mierzonego prądu i jest dostępne na wyjściu modułu czujnika CT6590. Gdy prąd w przewodzie obejmowanym przez cęgi osiąga wartość pełnozakresową (100 A lub 10 A, zależnie od wybranego podzakresu), to napięcie na wyjściu modułu czujnika staje się równe 100 mV. Potrzebny podzakres pomiarowy „H” (100 A) lub „L” (10 A) wybiera się przełącznikiem przesuwnym w module czujnika CT6590. Oznacza to, że przekładnia układu sonda-moduł wynosi zależnie od wybranego podzakresu 1 lub 10 mV/A.
Firma HIOKI oferuje sondę CT9691 wyłącznie w komplecie z modułem czujnika CT6590 pod oznaczeniem CT9691-90 i dla takiego układu (sonda-moduł) specyfikuje niektóre parametry, w tym dokładność pomiaru (patrz tabela).

Sonda cęgowa CT9692
Maksymalny, ciągły prąd znamionowy sondy CT9692 wynosi 200 A. Jest zatem dwukrotnie większy niż sondy CT9691, choć podobnie jak w przypadku tej sondy ulega stopniowemu zmniejszeniu, w tym przypadku po przekroczeniu 2 kHz. Maksymalny, szczytowy prąd sondy jest równy 300 A.
Podzakresy pomiarowe sondy (20 i 200 A) wybiera się przełącznikiem przesuwnym w module czujnika. Gdy prąd w przewodzie obejmowanym przez cęgi osiąga wartość pełnozakresową (200 A lub 20 A, zależnie od wybranego podzakresu), to napięcie na wyjściu układu sonda-moduł czujnika jest równe 200 mV.
Sonda CT9692 ma żółte cęgi o lekko wydłużonym kształcie. Są one w stanie objąć przewód o średnicy nie większej niż 33 mm. Sondę sprzedaje się w komplecie z modułem czujnika CT6590 pod oznaczeniem CT9692-90.

Sonda cęgowa CT9693
Przeznaczeniem sondy CT9693 jest pomiar i obserwacja na ekranie (np. dołączonego do sondy oscyloskopu cyfrowego) dużych prądów stałych i przemiennych, nawet do 2000 A, a szczególnie prądów w stanie szczytu (do 2840 A), które pojawiają się m.in. w stanach rozruchowych silników. Ze względu na wymienione własności sondy przewiduje się, że znajdzie ona szerokie zastosowanie w produkcji i diagnostyce m.in. pojazdów elektrycznych i hybrydowych.
Podobnie jak w przypadku sond CT9691 i CT9692 maksymalny prąd wejściowy sondy CT9693 zaczyna zmniejszać się stopniowo po przekroczeniu pewnej wartości granicznej. W tym przypadku jest to częstotliwość 100 Hz.
Cęgi sondy CT9693 są lekko wydłużone i ze względu na zakres mierzonych prądów stosunkowo duże. Mogą objąć przewód o średnicy równej nawet 55 mm.
Podzakresy pomiarowe sondy (200 i 2000 A) wybiera się przełącznikiem przesuwnym w module czujnika CT6590. Gdy prąd w przewodzie obejmowanym przez cęgi osiąga wartość pełnozakresową równą zależnie od wybranego podzakresu 200 A lub 2000 A, to napięcie na wyjściu modułu czujnika staje się równe 200 mV.
Sondę CT9693, podobnie jak pozostałe dwie sondy, sprzedaje się w komplecie z modułem czujnika CT6590 pod oznaczeniem CT9693-90.

Moduł czujnika CT6590
Urządzenie to pośredniczy między sondą a przyrządem docelowym. Zawiera m.in. układ zasilania dołączonej do niego sondy. Na płycie czołowej modułu znajduje się pokrętło zerowania „0 ADJ” (wskazania szczątkowego przed pomiarem) oraz przesuwny przełącznik podzakresów prądowych „RANGE” o dwóch pozycjach „H” i „L”. Dwukolorowa dioda LED sygnalizuje światłem zielonym włączone zasilanie modułu, a czerwonym – stan rozładowania baterii (przy zasilaniu z baterii).
Moduł CT6590 zasila się napięciem stałym 3 V z dwóch baterii alkalicznych typu LR06. Można go też zasilać napięciem stałym 9 V z zasilacza sieciowego 9445-03 oferowanego za dodatkową opłatą, jako wyposażenie opcjonalne. W razie potrzeby można też zasilać moduł z zewnętrznego źródła napięcia stałego regulowanego w zakresie od 5 do 15 V.
W górnym boku obudowy czujnika znajduje się nietypowe gniazdo przeznaczone do dołączenia sondy. Z dolnego boku jest wyprowadzony przewód o długości 1 m, zakończony wtykiem BNC, służący do połączenia z urządzeniem docelowym.

mgr inż. Leszek Halicki, Labimed Electronics