萬用表和鉗形表檢測電流的原理及區別

作者:電工吧 日期:2020-07-06 19:51:09 人氣: 欄目:電氣知識

  鉗形表的主要功能及工作原理

  鉗形表最突出的特點就是前面可以開口的卡鉗,它可以很方便卡入電線中,測量回路中的電流,這樣就不需要破壞或改動原線路,并且可以測量很大的電流。萬用表也有電流測量功能,那么它和鉗形表測電流有哪些區別呢?首先我們分別來了解一下萬用表檢測電流和鉗形表檢測電流的原理及區別。

萬用表和鉗形表檢測電流的原理及區別

  萬用表測量電流的原理

  萬用表測量電流時,是需要將被測回路斷開,將萬用表串接進去來測量電流的。通過萬用表內部電流檢測的電路能夠看出,電流檔位在萬用表內部實際上是一個電阻值非常小的電阻,電流流過這個電阻時,就會在它上面產生壓降,因為電阻值是確定的,只要測量出電阻上的電壓,就可以根據公式計算出通過電阻的電流,因為這個電阻是串聯在回路中的,所以流過它的電流就是被測回路的電流。

  所以萬用表中的電流測量電路包括很多儀表內的電流測量電路,都是通過電阻分流的方式,將電流轉換成電壓來測量的。這個電阻阻值的選取上也是有要求的,如果電阻值選擇過大,電流經過電阻時產生的壓降就大,這樣一方面會分得較多的電壓,影響測量負載的正常工作,另一方面,電阻值越大,相同電流時,在它上面產生的功耗也越大,這就會使電阻發熱,所以從這兩個問題考慮,電阻值越小越好。

  但是電阻值也不能太小,電阻太小電流流過時產生的壓降就會越小,這樣就對后面的測量電路有一定的要求,因為過低的電壓需要放大之后才能被電路檢測到。

  萬用表測量電流缺點

  從萬用表檢測電流的方法和原理能夠看出,測量電流時需要把萬用表串聯在被測回路中,這樣在一些無法斷電測量的電路中是不合適的,另外一點就是萬用表電流的測量范圍,通常萬用表電流的最大測量范圍一般是10A或者20A,并且為了防止內部檢流電阻發熱,萬用表也是不允許長時間測量大電流的,對于再大電流的測量,一般的萬用表就不容易實現了。

  鉗形表測量電流的原理

  鉗形表測量電流的工作原理和萬用筆測量電流的原理實際上是基本相同的,有所區別的是,鉗形表并不是直接檢測分流電阻上的電壓,而是使用了電流互感器。互感器實際上也是變壓器的一種應用,它可以將電流按照一定比例進行變換。電流互感器通入負載之后,它的初級也就相當于一匝,次級也就是鉗表內部的匝數比較多,這樣就把電流按照一定比例較小了,所以電流互感器也就相當于一個升壓變壓器,鉗表內部的電路通過檢測互感器二次側的電壓,就可以計算出所測量的電流了。

  所以鉗表相比萬用表,在測量電流時無需改動線路,并且可以測量較大的電流,比如電動機等感性負載的電流。但是由于鉗形表內部使用的是電流互感器,根據變壓器的工作原理,它是無法通過直流電的。那么鉗形表真的就不能測量直流電流了嗎?實際上鉗形表是有可以測量直流電流的,只不過它使用的并不是電流互感器。

  鉗形表測量直流電流原理

  由于直流無法產生磁通量的變化,所以鉗形表如果使用電流互感器是無法測量直流電流的。采用互感器測量交流電流,這種叫做電磁式互感器,而測量直流電流的鉗表,使用的是另外一種傳感器-霍爾傳感器。

  使用霍爾傳感器測量直流電流的原理是:當電流流過導線時,會產生磁場(類似于電磁鐵),并且這個磁場和電流大小是成正比的。鉗形表的卡鉗將導線產生的磁場匯集之后,由位于卡鉗內的霍爾元件檢測,霍爾元件是一種磁敏元件,它會將磁場轉換成電壓信號輸出,這個電壓信號經過電路的放大處理,就可以顯示出負載的電流了?,F在的鉗形表很多都是交直流兩用的,內部同時包含了電磁式互感器以及霍爾傳感器分別用來檢測交流電流和直流電流。

  鉗形表和萬用表的區別

  正如上面所說的,鉗形表的主要功能是用來檢測電流的,比起萬用表來講,鉗形表檢測電流在使用上更為方便,測量的范圍也比萬用表要大很多,不過有一點,鉗形表在測量較小電流時是無法正常顯示的(比如幾百毫安的小電流),并且在測量精度上也是不如萬用表的。

  第二點區別,因為鉗形表的主要功能是檢測電流,所以在其他功能上,是不如萬用表的。雖然現在很多鉗形表也集成了萬用表的很多功能,比如電壓測量、電阻測量、頻率測量、溫度測量等等,但是總體來說,這些除了電流測量之外的功能,是比不上萬用表的,并且這些測量檔位的精度一般也是比萬用表差一些的。

  綜上,鉗形表和萬用表側重點和使用環境不同,如果著重用來測電流,尤其是大電流,首選鉗形表;如果是日常使用用來測量電壓電阻或者電子元件的參數,并且對測量精度有一定要求,就需要選擇萬用表了。所以這兩種儀表,可以根據實際的需求選擇,也可以根據使用環境同時選擇。

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