Hydratool.ru

Журнал "ГидраТул"
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как переделать амперметр переменного тока в постоянный

Как переделать амперметр переменного тока в постоянный

Продолжаем работу над созданием измерительных приборов для тестового стенда. В предыдущей статье мы провели работу по корректировке предела измерения вольтметра и сделали доработку, которая теперь позволит нам включить его в цепь с переменным током. Теперь приступаем к работе над амперметром. Здесь ситуация аналогичная ситуации с вольтметром: нужно поменять предел измерения, сделать новую шкалу и адаптировать его для цепей с переменным током.

ampermeter_upgrade_01.jpg

Сняв металлическую пластину со шкалой, переходим к схемотехнике амперметра.

ampermeter_upgrade_02.jpg

Сама измерительная система точно такая же, как и в вольтметре М309, и отличается исключительно местом где она установлена (закреплена). Это, в свою очередь, доказывает, что принцип построения всех стрелочных измерительных приборов и индикаторов один (см. предыдущую статью).

ampermeter_upgrade_03.jpg

В данном измерительном приборе применена схема с разделительным трансформатором тока. Его мы трогать не будем, оставим всё как есть.

ampermeter_upgrade_04.jpg

Шкала амперметра имеет максимальную отметку 150 ампер. Такие измерительные приборы используется в паре с шунтирующим резистором, который и задаёт предел измерения стрелочного прибора.

Если посмотреть на амперметр с другой стороны, то окажется достаточно просто: данный амперметр — это милливольтметр, который измеряет падение напряжения на шунтирующем резисторе. Поэтому, имея чёткое представление о стрелочных измерительных приборах, их можно с лёгкостью переделывать один в другой и наоборот.

ampermeter_upgrade_05.jpg

Первой нашей задачей будет изготовление шунтирующего резистора. Ранее мы создавали статью о том, как выполняется расчёт шунтирующего резистора и для удобства приводили онлайн калькулятор.

shunt_resistor_creation_01.jpg

Причём, мы делали это на примере амперметра, который сейчас адаптируем под нашу схему. Со статьёй можно ознакомиться, перейдя по ссылке: Расчёт шунтирующего сопротивления амперметра.

Практическую часть, как и из чего сделать шунтирующий резистор, мы рассматриваем на примере этой же темы, но информацию вынесли в отдельную публикацию.

shunt_resistor_creation_09.jpg

Схема нашего измерительного прибора будет следующей:

ampermeter_upgrade_20.jpg

Подготовив детали и элементы шунтирующего резистора, мы приступаем к монтажу.

ampermeter_upgrade_06.jpg

ampermeter_upgrade_07.jpg

После сборки шунтирующего резистора переходим к адаптации прибора для включения его в цепи переменного тока.

ampermeter_upgrade_10.jpg

Для этого мы задействует диодный мост. Так как эта цепь силовая, то диодный мост необходимо установить на радиатор. Это мы сделаем чуть позже.

ampermeter_upgrade_11.jpg

Шунтирующий резистор собран и включён в схему.

ampermeter_upgrade_12.jpg

Далее, измерительную головку устанавливаем в корпус и тоже включаем в схему.

ampermeter_upgrade_13.jpg

В задней крышке сверлим отверстие для диодного моста и четыре крепёжных отверстия для радиатора охлаждения.

ampermeter_upgrade_14.jpg

Проверив работоспособность устройства, переходим к заключительной части работ над нашим амперметром.

Вырезаем новую шкалу и наклеиваем её на пластину.

ampermeter_upgrade_15.jpg

Переходим к финальной сборке прибора.

ampermeter_upgrade_16.jpg

Ещё один этап работ по созданию тестового стенда завершён. Амперметр готов.

ampermeter_upgrade_17.jpg

Наши новые измерительные приборы как «братья», только с разными «возможностями и путями-дорожками» .

ampermeter_upgrade_19.jpg

ampermeter_upgrade_18.jpg

Все компоненты, модули и блоки готовы, можно переходить к сборке самого стенда, но эти работы мы рассмотрим в следующих публикациях.

Как переделать амперметр переменного тока в постоянный?

Электромагнитные амперметры Э8025, Э8030, Э8031 обычно рассчитаны на измерение переменного тока в несколько десятков ампер. Они неприхотливы в эксплуатации, долговечны, не требуют обслуживания, не нуждаются в источнике питания. Для обычного домашнего применения такие измерители малоэффективны, поскольку бытовые электроприборы нечасто по отдельности или даже суммарно потребляют ток более 10…15 А. Однако если необходимо часто измерять переменный ток в сети 50 Гц меньшей силы, то такие амперметры несложно сделать более чувствительными.

Читайте так же:
Классификация вольфрамовых электродов по цвету

Доработке подвергся амперметр Э8030, изначально рассчитанный на измерение переменного тока 20…50 А.

Для этого амперметр разбирают и с металлического основания снимают каркас с катушкой. Последняя намотана многослойной медной лентой и состоит из трёх витков. Вместо неё наматывают новую обмотку, которая должна содержать 37 витков жгута из свитых вместе десяти отрезков провода ПЭВ-2 0,27 или другого аналогичного (рис. 1). С такой катушкой амперметр будет измерять переменный ток 2…5 А (это значение выбрано, чтобы не изготавливать новую шкалу, но может быть и другим). При установке катушки на металлический каркас прибора не забудьте установить овальный металлический регулировочный рычаг (рис. 2,внизу справа).

Рис. 1. Новая обмотка катушки

Рис. 2. Овальный металлический регулировочный рычаг

Для калибровки прибора удобно применить понижающий трансформатор с габаритной мощностью от 90 В·А и вторичной обмоткой на 12 В. К ней подключают последовательную цепь, составленную из калибруемого прибора, образцового амперметра переменного тока и нагрузки, в качестве которой могут быть использованы лампы накаливания, мощные постоянные резисторы или реостат. У переделываемого амперметра середина шкалы соответствует значению около 3 А. Установив в цепи такой ток, переводят регулировочный рычаг в среднее положение и, отматывая поштучно витки с катушки, подводят стрелку амперметра к отметке шкалы 3 А. Добившись этого и увеличив ток в цепи до 5 А, перемещением регулировочного рычага устанавливают стрелку на соответствующую отметку шкалы. Обе регулировки частично взаимозависимы, поэтому их придётся повторить несколько раз. Для перемещения регулировочного рычага следует использовать немагнитный инструмент.

Закончив калибровку, выводы катушки максимально укорачивают и припаивают к контактным винтам. Готовую катушку необходимо пропитать лаком ХВ-784 или аналогичным. Вид амперметра в сборе показан на рис. 3.

Рис. 3. Вид амперметра в сборе

Такие измерители удобно применять для контроля работы различного оборудования в домашней мастерской, гараже. Например, можно вовремя отследить перегрузку в работе металло- и деревообрабатывающих станков.

Для переделки амперметров на больший ток число витков катушки пропорционально уменьшают, а суммарное сечение обмоточного провода увеличивают. Падение напряжения переменного тока на амперметре при переделке его на предел 5 А должно быть не более 0,3 В, т. е. рассеиваемая измерительной катушкой мощность не должна превышать 1,5 Вт. Иначе катушку следует перемотать проводом с большим сечением по меди. При эксплуатации таких и подобных амперметров следует учитывать, что они являются источником акустического шума, он тихий, но в ночное время в жилом помещении может быть заметен.

А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.

Рубрика: Измерительное / Обзоры товаров с AliExpress; kirich ; Опубликовано: 6-10-2018, 21:51 $2.58 Заказывался данный измеритель довольно давно и в другом магазине, но полазив по Алиэкспресс я нашел лот с внешне точно таким же прибором, а так как почти уверен что у них у всех «ноги растут» из одного подвала крупного предприятия, то прикладываю ссылку на другой магазин.
Скажу сразу, товар не понравился, отчасти потому и решил написать данный микрообзор.
Вообще тему всяких мелких измерителей я поднимал уже неоднократно, но как-то в основном в плане вольтметров и универсальных измерителей, и хотя вольтметры пользуются большим спросом, амперметры также иногда востребованы.
Пришел амперметр в небольшом пакетике, на котором были указаны основные характеристики:
1. Напряжение питания — 4.5-28 Вольт
2. Измеряемый ток — 0-5 Ампер
3. Цвет дисплея — красный (есть еще зеленый и синий)
4. Наименование модели — C20D

Амперметр представляет собой просто платку с индикатором, корпуса в комплекте нет.

Провода имеют длину около 20см, но весьма «дубовые».

Силовые провода просто запаяны в плату, питание подключено через разъем. Я купил плату с дисплеем красного цвета, размер дисплея 23х14мм, высота символов 9мм (0.36 дюйма).

Все компоненты (кроме дисплея) установлены на одной стороне платы, виден контроллер со стертой маркировкой, операционный усилитель (также со стертой маркировкой) сигнала с шунта, собственно сам шунт сопротивлением 5мОм, стабилизатор 3.3 Вольта и прочая мелочь.
Радует то, что применен низкоомный шунт, при токе в 5 Ампер падение на нем всего 25 мВ, общее сопротивление с учетом дорожек на плате — 6.5 мОм, т.е. общее падение напряжения на приборе около 32 мВ.

В характеристиках заявлено что нижняя граница питания прибора составляет 4.5 Вольта, реально у меня вышло —
1. Стартует с 2.4 Вольта
2. При напряжении в 3 Вольта работает, потребляет около 7 мА, но я бы не доверял его показаниям при таком напряжении.
3. После поднятия напряжения до 4.3 Вольта ток потребления перестает расти, стабилизатор выходит на рабочий режим.
4. Потребляемый ток в диапазоне 4.3-28 Вольт не меняется.

Первый тест проводился при питании от отдельного БП с напряжением 12 Вольт, подключение согласно схеме.

Но вот результаты тестов меня не очень порадовали, собственно потому я бы не стал советовать данный прибор.
При токах до одного ампера показания сильно занижены, особенно в диапазоне — 0-600 мА, дальше картина заметно улучшается но при токе 3.5-5 Ампер прибор начинает уже завышать.
Сама по себе неточная калибровка была бы не так страшна, на плате есть подстроечный резистор для калибровки, но проблема в том, что до 1 Ампера показания занижены, а выше 3.5 Ампера — завышены и калибровка при помощи подстроечного резистора бесполезна.

Хотя в характеристиках и указан максимальный ток в 5 Ампер, реально можно измерить и больше, вот только даже мой регулируемый блок питания имеет точность установки/измерения выше обозреваемого «показометра», увы.

Читайте так же:
Как разобрать патрон перфоратора интерскол

Второй тест был проведен просто ради интереса, здесь и прибор и нагрузка питались от одного источника. В качестве нагрузки применялся резистор сопротивлением 10 Ом, напряжение менялось в диапазоне примерно 4.4-25 Вольт.
Результат примерно совпадает с результатами предыдущего теста.
Когда готовил обзор, то в процессе искал где еще продается данный амперметр и случайно наткнулся на сайт с антикварными приборами, не устоял чтобы показать их и здесь, больно уж понравились.
Но если предыдущие продавались примерно по 35-150 долларов, то за этот просят на два порядка больше, 3500 долларов. От цены у меня был легкий шок, даже возникла мысль, может его с Титаника подняли
Состояние прибора конечно плохое, но судя по всем в этом и есть некий смысл.
На этом у меня собственно всё, результаты тестов мне не очень понравились, реально прибор можно использовать в диапазоне 1-4 Ампера, ниже — занижает, выше — завышает, регулировка при помощи подстроечного резистора не поможет, а как сделать программную коррекцию, я не знаю.
Применять вряд ли буду, скорее всего просто кину в ящик стола, на всякий случай. Ну или для совсем уж простых применений, например индикация тока заряда в зарядном для автомобильного аккумулятора, как раз одно дома лежит, там такой точности более чем достаточно и диапазон измерения как раз подходит. $2.58

Чтобы измерить силу тока в некоторой электрической цепи, существуют приборы, называемые амперметры. Они включаются в цепь по последовательной схеме. Внутреннее сопротивление амперметров очень мало, поэтому такое измерительное устройство не влияет на параметры электрического тока измеряемой цепи. Единицей измерения силы тока является ампер.

Шкалы приборов могут градуироваться в различных долях ампера: микроамперах, миллиамперах и т.д. Соответственно такие приборы называют микроамперметрами, миллиамперметрами и т.д. Чтобы расширить пределы измерений, амперметры включают в цепь с применением трансформатора, либо в параллели с шунтом. В этом случае только небольшая часть тока будет протекать через амперметр, а основная часть тока пойдет через шунт.

Читайте так же:
Как сделать заточной станок для сверл

Для крепления шунта к амперметру применяются специальные гайки. Запрещается подключать шунт к амперметру при включенном питании электрической сети. Полярность прибора при подключении также имеет большое значение. Если перепутать полярность, то стрелка прибора будет уходить в другую сторону, а цифровой амперметр, покажет отрицательную величину.

Виды амперметров

Точность показаний прибора зависит от принципа действия и вида устройства.

В чем отличие амперметра постоянного тока от амперметра переменного тока

Амперметрами называются приборы для измерения силы тока, величины тока. Данные приборы всегда включаются последовательно в цепь, измерение тока в которой требуется произвести. Амперметры, в отличие от вольтметров, обладают при включении в цепь чрезвычайно малым сопротивлением, чтобы процесс измерения минимально влиял бы на показания. Итак, амперметры служат для измерения величин токов.

Шунт в цепи постоянного тока

При измерении значительных токов, через рабочую катушку прибора протекал бы недопустимо большой ток, что потребовало бы усложнять конструкцию, по этой причине, для возможности безопасного измерения больших токов прибегают к шунтированию рабочей катушки прибора, чтобы через саму катушку протекал не весть измеряемый ток, а только малая его часть. То есть измеряемый постоянный ток разделяют на ток шунта и ток рабочей катушки измерительного прибора, при этом шунт пропускает через себя почти весь ток измеряемой цепи.

Шунт подбирают таким образом, чтобы соотношение токов в нем и в рабочей катушке получалось 10 к 1, 100 к 1 или 1000 к 1, то есть соотношением сопротивлений шунта и измерительной цепи добиваются приемлемого режима работы измерительного прибора. Амперметры для измерения небольших токов градуируются в миллиамперах, и называются миллиамперметрами, также есть и микроамперметры.

токовые клещи

Если нужно измерить ток переменный, да еще и немалый, как это делают при помощи токовых клещей, то здесь в схему добавляется измерительный трансформатор тока. Трансформатор тока имеет вторичную обмотку из множества витков, нагруженную резистором, а первичной обмоткой выступает один виток провода, просто пропущенного через окно сердечника трансформатора тока. По сути получается, что амперметр подключается ко вторичной обмотке токового трансформатора.

Читайте так же:
Классификация электродов типы и марки электродов

трансформатор тока

Когда изготавливают трансформатор тока для амперметра переменного тока, рассчитывают витки и резистор вторичной обмотки так, чтобы если измеряемый ток составляет 1000 ампер, то ток вторичной обмотки не превышал бы 0,5 ампер. Шкалу прибора градуируют на наибольший измеряемый ток, текущий в обмеряемом проводе, то есть на максимальный ток первичной обмотки токового трансформатора прибора.

Амперметр переменного тока никогда не включают в работу при разомкнутой вторичной обмотке токового трансформатора, поскольку в этом случае наведенная ЭДС попросту сожжет прибор, и амперметр станет опасным для персонала.

Применение в амперметрах трансформаторов тока позволяет безопасно проводить измерения в цепях высокого напряжения, поскольку вторичная обмотка, соединенная непосредственно с измерительным прибором, всегда надежно изолируется.

Часто корпус прибора для пущей безопасности заземляют, как и вторичную обмотку измерительного токового трансформатора, чтобы даже в случае пробоя изоляции между обмотками, персонал остался в безопасности.

Магнитоэлектрический амперметр

Магнитоэлектрические амперметры используются только в цепях постоянного тока. В поле постоянного магнита перемещается катушка измерительного прибора, связанная со стрелкой. Магнитное поле катушки, по которой проходит ток, взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита, и стрелка отклоняется на соответствующий угол в ту или иную сторону.

Если такой прибор включить в цепь переменного тока, и попытаться провести измерения, то ничего не выйдет, ведь стрелка просто будет колебаться с частотой тока возле нулевого положения, и прибор может сгореть.

Решается проблема применением схемы выпрямления. Выпрямительная система позволит измерить переменный ток частотой до 10кГц, при условии, что форма тока — синус.

Аналоговый амперметр переменного тока

Аналоговые амперметры по сей день не потеряли популярность. Им не нужно питание от батареек, измеряемая цепь дает им питание. Стрелка наглядно отображает показания. Но стрелочные приборы имеют недостаток — они довольно инертны.

Цифровой амперметр

Цифровые амперметры содержат аналого-цифровой преобразователь, и на ЖК-дисплее отображаются просто готовые цифры, показывающие результат измерений. Цифровые приборы лишены инертности, обладают высокой частотой опроса схемы, и наиболее современные дорогие амперметры могут выдавать до 1000 результатов измерения за одну секунду. Минус один — нужен дополнительный источник питания такому прибору.

Схема выпрямления для измерения переменного тока

В завершении отметим, что если у вас нет под рукой амперметра для измерения переменного тока, но есть амперметр постоянного тока, а необходимо здесь и сейчас измерить переменный ток, то вам поможет схема выпрямления, которую просто добавляют в цепь, и при помощи обычного амперметра постоянного тока можно будет измерить переменный ток, без необходимости прибегать к использованию трансформатору тока.

Надеемся, что эта краткая статья помогла вам понять, чем отличается амперметр постоянного тока от амперметра переменного тока, и теперь вы сможете измерить даже переменный ток амперметром постоянного тока, без необходимости покупать токовые клещи. Конечно, для измерения больших токов токовые клещи незаменимы, однако в любительской практике порой необходимы простые и практичные решения.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Доработка амперметра переменного тока

Электромагнитные амперметры Э8025, Э8030, Э8031 обычно рассчитаны на измерение переменного тока в несколько десятков ампер. Они неприхотливы в эксплуатации, долговечны, не требуют обслуживания, не нуждаются в источнике питания. Для обычного домашнего применения такие измерители малоэффективны, поскольку бытовые электроприборы нечасто по отдельности или даже суммарно потребляют ток более 10. 15 А. Однако если необходимо часто измерять переменный ток в сети 50 Гц меньшей силы, то такие амперметры несложно сделать более чувствительными.

Читайте так же:
Абразивная лента для шлифмашины

Доработке подвергся амперметр Э8030, изначально рассчитанный на измерение переменного тока 20. 50 А.

Для этого амперметр разбирают и с металлического основания снимают каркас с катушкой. Последняя намотана многослойной медной лентой и состоит из трёх витков. Вместо неё наматывают новую обмотку, которая должна содержать 37 витков жгута из свитых вместе десяти отрезков провода ПЭВ-2 0,27 или другого аналогичного (рис. 1). С такой катушкой амперметр будет измерять переменный ток 2. 5 А (это значение выбрано, чтобы не изготавливать новую шкалу, но может быть и другим). При установке катушки на металлический каркас прибора не забудьте установить овальный металлический регулировочный рычаг (рис. 2,внизу справа).

Рис. 1. Новая обмотка катушки

Рис. 2. Овальный металлический регулировочный рычаг

Для калибровки прибора удобно применить понижающий трансформатор с габаритной мощностью от 90 В·А и вторичной обмоткой на 12 В. К ней подключают последовательную цепь, составленную из калибруемого прибора, образцового амперметра переменного тока и нагрузки, в качестве которой могут быть использованы лампы накаливания, мощные постоянные резисторы или реостат. У переделываемого амперметра середина шкалы соответствует значению около 3 А. Установив в цепи такой ток, переводят регулировочный рычаг в среднее положение и, отматывая поштучно витки с катушки, подводят стрелку амперметра к отметке шкалы 3 А. Добившись этого и увеличив ток в цепи до 5 А, перемещением регулировочного рычага устанавливают стрелку на соответствующую отметку шкалы. Обе регулировки частично взаимозависимы, поэтому их придётся повторить несколько раз. Для перемещения регулировочного рычага следует использовать немагнитный инструмент.

Закончив калибровку, выводы катушки максимально укорачивают и припаивают к контактным винтам. Готовую катушку необходимо пропитать лаком ХВ-784 или аналогичным. Вид амперметра в сборе показан на рис. 3.

Рис. 3. Вид амперметра в сборе

Такие измерители удобно применять для контроля работы различного оборудования в домашней мастерской, гараже. Например, можно вовремя отследить перегрузку в работе металло- и деревообрабатывающих станков.

Для переделки амперметров на больший ток число витков катушки пропорционально уменьшают, а суммарное сечение обмоточного провода увеличивают. Падение напряжения переменного тока на амперметре при переделке его на предел 5 А должно быть не более 0,3 В, т. е. рассеиваемая измерительной катушкой мощность не должна превышать 1,5 Вт. Иначе катушку следует перемотать проводом с большим сечением по меди. При эксплуатации таких и подобных амперметров следует учитывать, что они являются источником акустического шума, он тихий, но в ночное время в жилом помещении может быть заметен.

Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector