Контроль цепи в разъеме куда подсоединяется

Как прозванивать мультиметром

Один из самых востребованных, особенно в быту, режимов работы мультиметра – это «прозвонка». Именно с помощью этой функции можно найти, обрыв в электрической цепи или замыкание, а это, зачастую, позволяет быстро диагностировать и устранить неисправность.

Почему режим называется «прозвонка»

Проверить целостность цепи можно было и раньше, используя режим замера сопротивления — омметра. Главное же отличие прозвонки в том, что при замерах, если электрическая связь есть между тестируемыми участками то, дополнительно к показаниям на экране, раздаётся звуковой сигнал — зуммер, от сюда и возник термин прозвонка или прозвон.

Этот звуковой сигнал значительно ускоряет процесс проверки, вам не приходится отвлекаться, смотреть на экран, да и не всегда это удобно, а услышав зуммер (либо не услышав) вы уже знаете результат. Особенно это полезно при массовых замерах, например, при поиске в пучке проводов одного определенного.

Обозначение прозвонки на мультиметре

В одной из недавних статей – «Как пользоваться мультиметром», я уже рассказывал об основных режимах работы стандартного тестера, пределах измерений и способах тестирования, в частности и о функции прозвонки, которая имеет следующее обозначение:

Как видите, маркировка точно передаёт основной смысл этого режима, ведь она состоит из двух элементов – значка диода, который символизирует проверку и зуммера, обозначающего звуковой сигнал.

Принцип работы прозвонки

Для лучшего понимания, как именно мультиметр узнаёт есть ли обрыв в цепи или нет, я, общих чертах, опишу принцип работает этого режима.

Здесь всё предельно просто, принцип действия прозвонки, основан на всем известном законе Ома, главном правиле электрики и электротехники:

I = U / R , где I – Сил тока, U – Напряжение в сети, R — сопротивление

В каждом мультиметре имеется источник питания – батарейка или аккумулятор, с помощью них создаётся напряжение на проверяемом участке сети – подаётся ток и зная его характеристики – высчитывается результат.

Что показывает мультиметр при прозвонке

Мультиметр, при прозвонке, показывает вычисленную им величину падения напряжения в милливольтах в этой цепи.

Создаваемый же тестером ток, на проверяемом участке, величиной около 1 миллиампера, выбран так не случайно, так как падение напряжения в милливольтах в таком случае соответствует сопротивлению в Омах.

Другими словами, при прозвонке электрических цепей или электроматериалов нам показывается величина падения напряжения, которая равна сопротивлению этого участка в Омах.

как пользоваться прозвонкой

Вот мы подошли к самому главному вопросу, как правильно прозванивать мультиметром:

Первое и самое главное правило: Прозванивать можно только полностью обесточенные цепи, ни в коем случае не проверяйте, например, целостность провода, который находится под напряжением.

Для большей наглядности, давайте рассмотрим, как пользоваться прозвонкой на самом простом примере – проверке куска провода:

Прозвонка мультиметром провода

1. Устанавливаем щупы в разъемы мультиметра:

— Красный щуп в гнездо V Ω mA

— Черный щуп в гнездо COM

2. Переводим колесо управления в режим прозвонки , который промаркирован соответствующим образом (значок диода и зуммера)
На экране, при этом, должна высветится единица.

3. Проверяем правильность работы мультиметра , соединяя контакты щупов, закоротив их.

Если прибор работает правильно, вы услышите звук зуммера, а на экране высветится значение близкое к нулю.

4. Прозваниваем провод . Прикладывая щупы мультиметра к его жилам с двух сторон, как показано на изображении ниже. Если проводник целый, то вы сразу же услышите звуковой сигнал зуммера, а показания на экране будут близкие к «0», например 0,001.

Если же жила провода повреждена и один из её концов не имеет электрической связи со вторым, то показания мультиметра не изменятся, будет высвечиваться «1» и звукового сигнала не будет.

Как видите, всё довольно просто, и вы, если у вас есть под рукой мультиметр, можете сами попробывать прозвонить, что-нибудь. Только я еще раз напомню – не прозванивайте под напряжением, даже под небольшим.

Один из наглядных, часто встречающихся в быту, примеров проверки мультиметром проводки описан в следующей нашей статье — КАК ПРОЗВОНИТЬ РОЗЕТКУ. Это подробная, пошаговая инструкция диагностики неработающей розетки, обязательно изучите её, чтобы понять, как прозванивать электропроводку.

Что делать если у мультиметра нет режима прозвонки

У некоторых бюджетных электронных тестеров нет отдельного режима прозвонки со звуковым оповещением, но при этом проверить целостность цепи можно и ими, только это не так удобно.

Например, у достаточно популярной модели dt 830b, нет зуммера, но вот режим проверки диодов есть, можно воспользоваться им, наблюдая изменение показаний на экране. Щупы при этом подключаются так же, как описано выше в порты COM и V Ω mA.

Если показания при замерах на экране будут отличные от единицы – то электрическая связь на проверяемом участке есть. Проверить работоспособность этого способа можно соединив щупы, если все в порядке, то на экране должны появится нули.

В моделях мультиметров, где вообще нет никаких дополнительных функций, в частности в аналоговых приборах, прозвонить можно переключив регулятор в режим измерения сопротивления – омметра.

При этом выбирать необходимо самый минимальный доступный порог – например 50 Ом или 200 Ом. После чего измерять по обычной схеме, описанной выше, и смотреть за изменением показаний на экране – если изменения есть – цепь цела. Для домашних, бытовых условий, этого вполне достаточно, чтобы найти какой провод оборван, определить сгоревшую дорожку на плате и многое другое.

На этом у меня всё, на мой взгляд этой информации вполне достаточно, чтобы любой человек смог научиться прозванивать мультимтром, даже не делая этого никогда ранее. Если же у вас остались вопросы или есть здоровая критика, дополнения – обязательно пишите в комментариях к статье, кроме того подписывайтесь на нашу группу ВКОНТАКТЕ – следите за появлением новых материалов.

В следующих статьях мы поговорим о других полезных функциях и способах использования цифрового мультиметра в быту, определим фазу и ноль в розетке, измерим напряжение в сети и многое другое, оставайтесь с нами.

Контрольные цепи в промышленном оборудовании

В моей работе инженера-электронщика на промышленном предприятии часто приходится сталкиваться с контрольными цепями. Оборудование у нас – разных производителей, и такие же разные схемотехнические решения аварийных (контрольных) цепей.

Недавно на работе с коллегами мы проработали эту тему, после того, как произошёл несчастный случай. В данной статье я упорядоченно изложу и поделюсь своими мыслями на этот счёт.

Что такое контрольная цепь

Контрольная цепь – это электрическая схема, которая проверяет, всё ли в порядке с данным оборудованием.

Например, включены все защитные автоматы и мотор-автоматы, не сработала ли тепловая защита, проверяет закрытие всех дверей, люков, наличие ограждений, и тому подобное.

Словом, такая схема даёт возможность предотвратить неправильную или опасную работу оборудования. Иными словами, наличие контрольной цепи позволяет соблюсти технологический процесс и сохранить здоровье и даже жизнь обслуживающему персоналу.

Естественно, контрольные цепи должны обеспечивать с электрической (схемотехнической) точки зрения всё, что я перечислил выше.

Другие названия контрольной цепи – цепь безопасности, защитная цепь, аварийная цепь, и др.

Кстати, ремонт любого промышленного оборудования надо начинать именно с проверки контрольной цепи. Потом – состояние датчиков, и т.д.

В этой статье я постараюсь перечислить и сравнить известные мне варианты схемотехнических решений контрольных цепей.

Составные части контрольной цепи

В более-менее сложных станках и линиях, где присутствует 2 и более двигателя, контрольная цепь (КЦ) обычно делится на две части – аварийная цепь (АЦ) и тепловая цепь (ТЦ).

КЦ = АЦ + ТЦ

Это две разные цепи, поэтому рассмотрим их по отдельности.

Аварийная цепь предназначена для экстренной остановки или невозможности запуска оборудования. Это необходимо прежде всего для безопасности персонала, во вторую очередь – для обеспечения правильности тех.процесса. Основной элемент аварийной цепи – аварийная кнопка.

Тепловая цепь состоит из контактов мотор-автоматов, защитных автоматов, тепловых реле, «перегрузочных» контактов частотных преобразователей, термодатчиков двигателей.

Аварийный выключатель

Это тот самый «грибок», который должен присутствовать обязательно на любом небытовом оборудовании. Его называют «Аварийный стоп», “Аварийная кнопка”, «Аварийный выключатель», «Экстренный останов», и тому подобными названиями.

В англоязычном варианте – «Emergency stop».

СамЭлектрик.ру в социальных сетях:

Подписывайтесь! Там тоже интересно!

Аварийный выключатель конструктивно представляет из себя нормально замкнутые контакты и механизм кнопки, который обеспечивает фиксацию (если она предусмотрена), монтаж, удобство использования в экстренной ситуации.

Аварийный выключатель показан в заголовке статьи, другие модели – ниже:

Аварийный СТОП ИЕК

Аварийный СТОП ИЕК

Категорически не рекомендую использовать в качестве кнопок аварийного отключения кнопки IEK. Они разваливаются через пару нажатий, а в аварийных ситуациях человек может ударить по ней что есть сил, и… она просто не сработает.

Вот аварийная кнопка от Шнайдер Электрик, гораздо надежнее:

Аварийный выключатель Шнайдер

Почему в контрольных цепях нужно применять нормально закрытые контакты

Чтобы проверить нормально открытый контакт, нужно его активировать, то есть нажать. Только тогда станет ясно, замкнулся он или нет. Исправен он, или нет.

А в нормально закрытых контактах через сам контакт постоянно протекает ток, принимая участие в работе схемы. Если нажать на кнопку с нормально закрытыми контактами, она разомкнется. То же самое произойдет, если эти контакты будут неисправны – схема просто-напросто не будет работать. Иными словами, НЗ контакты сами себя проверяют, чего не скажешь о НО контактах.

Иногда происходит путаница в понятиях НЗ и НО применительно к принципам работы конкретных устройств. Например, тепловые реле. В нормальном состоянии НЗ контакт у него замкнут (так же, как у кнопки «Аварийный СТОП»). Контакт размыкается, когда ток через тепловое реле превышает допустимый. И на схемах эти контакты обозначают как нормально замкнутые. Тут всё понятно.

Путаница начинается, когда заходит речь о мотор-автоматах и защитных автоматах. В НОРМАЛЬНОМ состоянии все контакты, в том числе и контакт тепловой цепи у него разомкнуты. Однако, в РАБОЧЕМ состоянии все контакты у него замкнуты, иначе схема не будет работать. Но на схемах все контакты обозначают именно в НОРМАЛЬНОМ состоянии, то есть разомкнутые.

Ясно, чтобы параллельно (одновременно) работали несколько НЗ контактов, их надо включить последовательно. А несколько НО – параллельно. К слову, иногда встречаются и НО аварийные кнопки. Через них в случае аварии подаётся питание на реле с НЗ контактами. Не рекомендую.

Про различные виды контактов также рассказываю с статье про характеристики и применение датчиков.

Схемы контрольных цепей

Ниже приведу и кратко опишу несколько вариантов схем контрольных цепей. При этом защитные автоматы и другие элементы, не имеющие отношения к теме статьи, не рассматриваем.

Схемы идут в порядке увеличения функциональности, сложности и надежности.

Цепи управления – те цепи, которые управляют силовыми цепями. То есть, выключатели, катушки контакторов и реле, различные вспомогательные контакты и устройства, а также индикация. В настоящее время в основном для управления силовыми цепями используют контроллеры (PLC).

Схема 1. Разрыв цепи силового питания

Аварийный выключатель – это нормально замкнутый выключатель, который размыкает цепь питания при нажатии на него.

В простейшем виде его просто ставят в разрыв ввода питания, и в случае нажатия на него питание со всего оборудования (например, станка) просто убирается.

Так делают китайцы, которые в любом оборудовании экономят на всём. Чем черевата такая схема – через контакты Аварийного стопа идёт весь потребляемый ток. И со временем эти контакты портятся, нарушая работу устройства. Хорошо ещё, если в схеме управления предусмотрен штатный останов (кнопка «Стоп», или «Выкл»), и Аварийный стоп используется только в аварийных ситуациях.

Схема 2. Разделение цепей управления и силы, гальваническая развязка

В этой схеме силовые цепи (двигатели, и т.п.) питаются напрямую, через свои контакторы и мотор-автоматы. А цепи управления, которые управляют этими контакторами, питаются через контрольную цепь.

Контрольная цепь в этой схеме состоит из контактов Аварийного выключателя ES1, теплового реле RT1, НО контакта мотор-автомата QF1. Когда любой из этих контактов размыкается, цепь рвётся, питание с цепи управления пропадает. Силовая цепь остаётся без управления, и все приводы останавливаются.

Минус схемы – через контакты контрольной цепи идёт весь ток цепи управления. Кроме того, на контактах и проводах (если оборудование имеет большую протяженность) происходит падение напряжения, что негативно влияет на работу цепей управления.

Схема 3. Схема управления питается через контакты реле контрольной цепи

В этой схеме вводится реле контрольной цепи КА1. Это реле через свой НО контакт питает схему управления, когда контрольная цепь собрана.

Схема хороша тем, что через контрольные контакты идёт небольшой ток – всего лишь ток реле. А уже реле может иметь мощные контакты, через которые будет питаться вся схема управления.

Схема 4. Тепловые и аварийные цепи разделены

КЦ. Схема 4. SQ1 – концевой открытия защитной решетки (например)

Соответственно, используются два реле – КА1 и КА2, которые отвечают каждое за свою проверку. Из схемы видно, что пока не будет собрана тепловая цепь, не пройдёт проверку и аварийная. И только когда обе схемы соберутся, поступит питание на схемы управления.

Схема 5. Вводятся кнопки ПУСК и СТОП

КЦ. Схема 5. Стоп не показан, в его роли может быть любая последовательно включенная с ES1 и SQ1 кнопка.

Эта схема отличается тем, что в ней могут использоваться кнопки без фиксации. И благодаря обязательному нажатию кнопки “Пуск машины” персонал подтверждает, что машина может быть запущена. Это является важным фактором безопасности. В предыдущих схемах цепь может собраться без участия человека (самоустранение дребезга), и станок самопроизвольно запустится.

Такая схема также называется нулевая защита – станок не запустится, пока оператор не нажмет кнопку “Пуск”, либо “Готовность”. А кнопка не нажмется, пока не будут приведены в рабочее исходное состояние все элементы схемы.

Схема 6. Добавлена индикация

КЦ 6. Схема с индикацией. ВНИМАНИЕ! Для правильной работы схемы нужно НО контакты КА1 расположить рядом с КА2, последовательно.

В несчастном случае, с которого я начал статью, слесарь на неработающем станке нажал на кнопку “Аварийный стоп” и полез в станок. Ремонтируя станок, слесарь случайно задел датчик, который запустил привод. В результате – человек очутился в травматологии.

Анализируя, почему на сработало выключение контрольной цепи от аварийного стопа, было сделано заключение, что была неисправна именно кнопка Аварийный СТОП. То есть, при нажатии она зафиксировалась, но ввиду механической поломки контакты не разомкнулись. Всё было бы гораздо однозначней, если бы при нажатии Аварийного стопа работала бы соответствующая индикация.

На схеме показаны три лампочки, которые позволяют персоналу однозначно судить о состоянии машины:

L1, нет ТЦ – отключился мотор-автомат, сработала тепловая защита, перегрев двигателя (выключится реле КА1)

L2, нет АЦ – нажата аварийная кнопка, открыт технологический люк, механизм вышел за пределы рабочей зоны (выключится реле КА2)

L3 – Контрольная цепь собрана, что говорит о том, что машина в работе, и может быть опасна.

Эта схема – наиболее предпочтительна с точки зрения быстроты определения неисправности, оценки состояния оборудования, а главное – безопасности.

Современные схемы обеспечения безопасности

Hаука о безопасности не стоит на месте, и вот как можно усовершенствовать вышеприведенные схемы.

1. В схеме 6 реле КА2 включает своими контактами два мощных пускателя, контакты которых включены последовательно и коммутируют питание схемы управления. Этим минимизируется вероятность залипания контактов из-за перегрузки по току или КЗ в КЦ. Кроме того, есть вероятность того, что какое-либо реле “заклинит”, и оно останется включенным при пропадании питания. А чем больше НО контактов включено последовательно, тем меньше такая вероятность.

2. В настоящее время во всём импортном промышленном оборудовании применяется специальный контроллер безопасности, или интеллектуальное реле безопасности. Там логика работы построена так, что риск возникновения опасной ситуации значительно уменьшен. Известные бренды, производящие такие реле – Dold, Pilz, Leuze. Но это уже тема другой статьи.

Пишите в комментариях, как обстоят дела с безопасностью у вас на предприятии, и какие схемы безопасности работают в вашем оборудовании.

С удовольствием, как всегда, отвечу на любые вопросы по теме.

Обновление

Вышла в свет моя новая статья, продолжение этой темы – применение реле безопасности в промышленной аппаратуре. Рекомендую, если дочитали эту статью до конца))

Ещё фото

Вот вариант, как установлена аварийная кнопка в станке. И смех, и грех.

Вариант установки аварийного выключателя

Вон, за решеткой. В случае необходимости к нему можно дотянуться только пальцем. Конструкторская недоработка…

Как прозванивать мультиметром?

Мультиметр – многофункциональный прибор, который способен измерять такие физические величины, как сила тока, напряжение и сопротивление. Он часто используется для тестирования электрооборудования и электронных устройств. Одна из самых популярных опций тестера, о которой нужно знать – прозвонка. С ее помощью легко проверить целостность провода, работоспособность аккумулятора, микросхем и многих других элементов и деталей, обеспечивающих подачу электропитания на механизмы и корректную работу электроники. Сегодня расскажем, как прозванивать мультиметром.

Что такое прозвонка?

В самом широком смысле слово «прозвонка» означает проверку электрической цепи на обрыв или наличие короткого замыкания.

В современных цифровых мультиметрах это – специальная функция, полностью оправдывающая свое название. При ее активации во время теста можно услышать звуковой сигнал. Если есть электрический импульс – есть и звонок, если цепь разорвана – прибор будет «молчать». Преимущество режима в том, что во время работы можно не следить за показаниями на табло, а определять неисправность на слух. Сам мультиметр может при этом находиться в кармане, что особенно удобно, например, в экстремальных условиях работы.

Как выглядит режим прозвонки на мультиметре?

В центре цифрового тестера, как правило, располагается регулятор, который можно вращать по кругу и устанавливать в разные положения. Каждое положение соответствует конкретной опции. Каждая опция обозначается рисунком или надписью. Значок прозвонки может состоять из одного или пары символов: звуковой волны (обязательно) и диода (если режим прозвонки совмещен с режимом проверки диодов).

Как прозванивать мультиметром цепь правильно?

Чтобы проверить цепь на наличие неисправностей необходимо знать несколько правил и действовать в определенной последовательности. Но перед тем как начать, нужно провести подготовительную работу:

1. Если проверяемый объект работает от сети 220V, перед тестированием, его необходимо обесточить, выключив из розетки. Нельзя производить замеры под напряжением. В случае с батарейкой или выкрученной лампочкой этот шаг можно пропустить.
2. Настроить тестер. Вначале подключить черный щуп в гнездо отрицательной полярности (COM), а красный – в разъем для измерения напряжения, сопротивления, частоты и прозвонки (VΩmA). Затем выбрать на панели режим прозвонки, повернув переключатель так, чтобы он оказался в соответствующем положении.
3. Соединив один с другим контакты щупов проверить работоспособность мультиметра. При этом прибор должен издать тот самый характерный звук, похожий на писк. Он сигнализирует о том, что прибор исправен и им можно пользоваться.

Убедившись, что и тестер, и проверяемый объект готовы к работе, можно заняться прозвонкой.

При тестировании одножильного провода на обрыв чёрный щуп прикладывается к одному его концу, красный – к другому. Если провод целый, раздастся зуммер и на табло высветятся показания, стремящиеся к нулю. Если есть повреждение, звука не будет, а табло покажет цифру 1.

У кабеля, состоящего их двух или более проводников в одной оплетке, каждая жила выполняет определенную функцию. Это может быть масса (минус), фаза (плюс), заземление. В аудиокабеле на каждый канал идут свои проводники, на микрофон – свои. Нюансов много, но все жилы обычно маркируются разными цветами. Возможно, придётся прозвонить каждую. Прозвонок потребуется сделать столько, сколько понадобится, чтобы найти неисправность. Если сигнала нет – проводник поврежден.

Убедиться, в том, что есть короткое замыкание можно, приложив контакты мультиметра к соседним жилам одного конца провода. Если есть звук, значит нарушена изоляция внутри оплетки и проводники примыкают друг к другу. Если нет – всё в порядке.

Важно! Если контакты оголены, их края перед прозвонкой следует освободить от оплетки и зачистить. Если же они «спрятаны» внутри штекера, вилки или разъёма, это необязательно.

Что можно прозвонить мультиметром?

Эта опция дает возможность проверять:

— элементы освещения (лампочку, проводку, розетку);

— различные виды кабелей (электрический, аудио, сетевой);

— нагревательные и другие электроприборы;

— элементы питания (батарейку, адаптер, аккумулятор);

— платы электронных устройств и многое другое.

В сложных случаях, например, с электронными платами или многожильными проводами, кроме знаний и опыта необходимо ориентироваться на схемы распайки, характерные для каждого конкретного устройства. Их можно найти либо в технической документации, сопровождающей покупку, либо в сети интернет.

Что делать, если на мультиметре нет режима прозвона?

К сожалению зуммер присутствует не на всех тестерах. Чтобы узнать, какой из проводников неисправен или замыкает, можно сделать замеры другими способами:

— в режиме тестирования диодов;

— в режиме измерения сопротивления.

Щупы при этом подключаются в те же разъёмы, манипуляции с прибором и тестируемым объектом аналогичные. Принцип проверки также остается неизменным: если в цепи обрыв, на табло изменений не будет. Если импульс проходит – показания будут близки к нулевой величине.

О том, как прозвонить цепь мультиметром в разных режимах, можно посмотреть в этом видео:

С помощью мультиметра и легко найти неисправности в бытовой технике, теле- и радиоаппаратуре, электронике, моторе автомобиля. Режим прозвонки позволит самостоятельно определить, подлежит ли техника ремонту, что для этого понадобится, и сколько это будет стоить. Однако если речь идет о механизмах и оборудовании, где используется не переменный, а постоянный ток (промышленные станки, электротранспорт, ЛЭП), лучше не рисковать. Самый правильный вариант здесь – обратиться к квалифицированным специалистам. Они смогут без угрозы жизни и здоровью обнаружить и устранить неисправность.

Теперь вы знаете, как прозванивать мультиметром. Надеемся, наш материал был полезен.

Датчики электрического тока

Глобальные тренды — спрос на снижение выбросов CO2, повышение интенсивности энергосбережения — приводят к необходимости сбалансированного потребления энергии, для чего большую помощь могут оказать электронные схемы управления процессами. Наиболее распространённые случаи — это оптимизация эксплуатационных характеристик аккумуляторов, контроль скорости вращения двигателей и переходных процессов в серверах, управление солнечными батареями. Для операторов таких систем важно, в частности, знать, какой ток протекает в цепи. Неоценимую помощь в этом могут оказать датчики тока.

Почему необходимы датчики тока

Датчиками называют блоки, задача которых измерить некоторый параметр, а потом, сравнив его с эталонным для данной технической системы значением, подать соответствующий сигнал на исполнительный элемент схемы. Поскольку большинство систем используют электродвигатели, то наиболее распространёнными типами являются датчики тока и напряжения (общий вид последнего представлен на следующем рисунке).

Широкое внедрение таких устройств обусловлено развитием сенсорных методов управления, когда исходный сигнал — электрический или оптический — преобразуется в необходимые параметры управления.

По сравнению в другими управляющими технологиями (например, контакторного контроля) датчики обеспечивают следующие преимущества:

1. Компактность.
2. Безопасность в применении.
3. Высокую точность.
4. Экологичность.

Малые размеры и вес часто позволяют изготавливать многофункциональные датчики, например, такие, которые могут контролировать несколько параметров цепи. Таковыми являются современные датчики тока и напряжения.

В состав таких детекторов входят:

• Контактные группы входа;
• Контактные группы выхода;
• Шунтирующий резистор;
• Усилитель сигнала;
• Несущая плата;
• Блок питания.

Идея того, что устройства можно подключать к уже имеющейся сети, не выдерживает проверку временем, ибо часто в экстремальных ситуациях (пожар, взрыв, землетрясение) именно системы встроенного электроснабжения первыми выходят из строя.

Детекторы подразделяют на активные и пассивные. Первые не только передают конечный сигнал на управляющий элемент, но и управляют его действием.

Классификация и схемы подключения

Датчики тока предназначаются для оценки параметров постоянного и/или переменного тока. Сравнение выполняется двумя методами. В первом случае используется закон Ома. При установке шунтирующего резистора в соответствии с нагрузкой системы на нём создаётся напряжение, пропорциональное нагрузке системы. Напряжение на шунте может быть измерено дифференциальными усилителями, например, токовыми шунтирующими, операционными или разностными. Такие устройства используются для нагрузок, которые не превышают 100 А.

Измерение переменного тока выполняется в соответствии с законами Ампера и Фарадея. При установке петли вокруг проводника с током там индуцируется напряжение. Этот метод измерения используется для нагрузок от 100 А до 1000 А.

Схема описанных измерений представлена на рисунке:

Измерение обычно производится при низком входном значении синфазного напряжения. При помощи чувствительного резистора датчик тока соединяется между нагрузкой и землей. Это необходимо, поскольку синфазное напряжение всегда учитывает наличие операционных усилителей. Нагрузка обеспечивает питание прибора, а выходное сопротивление заземляется. Недостатками данного способа считаются наличие помех, связанных с потенциалом нагрузки системы на землю, а также невозможность обнаружения коротких замыканий.

Для слежения работой мощных систем детектор присоединяют к усилителю между источником питания и нагрузкой. В результате непосредственно контролируются значения параметров, подаваемых источником питания. Это позволяет идентифицировать возможные короткие замыкания. Особенность подключения заключается в том, что диапазон синфазного напряжения на входе усилителя должен соответствовать напряжению питания нагрузки. Перед измерением выходного сигнала контролируемого устройства нагрузка заземляется.

Как функционирует датчик тока

Работа данного элемента включает следующие этапы:

1. Измерение нагрузки в контролируемой схеме.
2. Сравнение полученного значения с эталонным, которое программируется в процессе настройки.
3. Фиксация полученного результата (может быть выполнена в цифровом или аналогом виде).
4. Передача данных на панель управления.

Для выполнения указанных функций (в частности, реализации высокой точности измерений) к элементам детектора предъявляются следующие требования:

• Допустимое падение напряжения на шунтирующем резисторе должно быть не более 120…130 мВ;
• Температурная погрешность не может быть выше 0.05 %/°С и не изменяться во времени работы;
• В функциональном диапазоне значений характеристики сопротивления резисторов должны быть линейными;
• Способ пайки токочувствительных резисторов на плату не может увеличивать общее сопротивление схемы подключения.

Монтажные схемы устройств, которые предназначены для контроля цепей постоянного и переменного тока представлены соответственно на рисунках.

Практика применения

Чаще всего данные изделия используются как измерители в схемах токовых реле, которые управляют режимами работы различного электроприводного оборудования и предохраняют его от экстремальных ситуаций.

Токовые реле способны защитить любое механическое устройство от заклинивания или других условий перегрузки, которые приводят к ощутимому увеличению нагрузки на двигатель. Функционально они определяют уровни тока и выдают выходной сигнал при достижении указанного значения. Такие реле используются для:

• Сигнала сильноточных условий, например, забитая зёрнами доверху кофемолка;
• Некоторых слаботочных условий, например, работающий насос при низком уровне воды.

Чтобы удовлетворить требования разнообразного набора приложений, в настоящее время используется блочный принцип компоновки датчиков, включая применение USB-разъёмов, монтаж на DIN-рейку и кольцевые исполнения устройств. Это обеспечивает выполнение следующих функций:

• Надёжную работу на любых режимах эксплуатации;
• Возможность применения трансформаторов;
• Регулировка текущих параметров, которые могут быть фиксированными или регулируемыми;
• Аналоговый или цифровой выход, включая и вариант с коротким замыканием;
• Различные исполнения блоков питания.

В качестве примера рассмотрим схему датчика тока для управления работой водяного насоса, обеспечивающего подачу воды в дом.

Кавитация — это разрушительное состояние, вызванное присутствием пузырьков, которые образуются, когда центробежный насос или вертикальный турбинный насос работает с низким уровнем жидкости. Образующиеся пузырьки затем лопаются, что приводит к точечной коррозии и разрушению исполнительного узла насоса. Подобную ситуацию предотвращает токовое реле.

Когда насос работает в нормальном режиме, и жидкость полностью перекрывает его впускное отверстие, двигатель насоса потребляет номинальный рабочий ток. В случае снижения уровня воды потребляемый ток уменьшается. Если кнопка запуска нажата, одновременно включаются стартёр M и таймер TD. Реле CD настроено на максимальный ток, поэтому его контакт при первоначальном запуске двигателя не будет замкнут. При падении силы тока ниже установленного минимума реле включается, а, после истечения времени ожидания TD, включается в его нормально замкнутый контакт. Соответственно контакты CR размыкаются и обесточивают двигатель насоса.

Применение такого детектора исключает автоматический перезапуск насоса, поскольку оператору необходимо убедиться в том, что уровень жидкости перед впускным отверстием достаточен.

Датчик тока своими руками

Если приобрести стандартный датчик (наиболее известны конструкции от торговой марки Arduino) по каким-то соображениям невозможно, устройство можно изготовить и самостоятельно.

1. Операционный усилитель LM741, или любой другой, который мог бы действовать как компаратор напряжения.
2. Резистор 1 кОм.
3. Резистор 470 Ом.
4. Светодиод.

Общий вид устройства в сборе, сделанного своими руками, представлен на следующем рисунке. В данной схеме используется эффект Холла, когда разность управляющих потенциалов может изменяться при изменении месторасположения проводника в электромагнитном поле.