Что такое токоизмерительные клещи на основе эффекта Холла

Токоизмерительные клещи на основе эффекта Холла могут измерять переменный и постоянный ток в диапазоне до 1 кГц (1000 Гц). Как и токоизмерительные клещи с трансформатором тока, на токоизмерительных клещах на основе эффекта Холла используются жесткие железные захваты для концентрации магнитного поля, образующегося вокруг проводника, на котором выполняются измерения.

В отличие от токоизмерительных клещей с трансформатором тока, захваты не обматываются медными проводами. Вместо этого магнитное поле, создаваемое проводником, фокусируется на одном или нескольких зазорах в сердечнике после того, как захваты смыкаются вокруг проводника. Обратите внимание на точку, в которой кончики захватов токоизмерительных клещей на основе эффекта Холла соприкасаются.

Зазор существует в месте, где соприкасаются кончики захватов токоизмерительных клещей на основе эффекта Холла, создавая воздушную полость, которую должно перескочить магнитное поле (также именуемое магнитным потоком). Этот зазор ограничивает магнитный поток таким образом, чтобы сердечник не мог насыщаться.

В свою очередь, захваты токоизмерительных клещей с трансформатором тока, измеряющих только переменный ток, находятся на одном уровне, когда они закрыты. Когда захваты открыты, на их кончиках видны оголенные металлические поверхности сердечника.

В этом зазоре, покрытом тонкой пластмассовой накладкой, находится полупроводник, известный как датчик Холла — преобразователь, который изменяет выходное напряжение при воздействии магнитных полей, в данном случае магнитного поля проводника или провода, на котором выполняется измерение. Его задача — непосредственное измерение магнитного потока. Выходное напряжение от датчика затем усиливается и масштабируется для отображения тока, протекающего через проводник, который находится между захватами клещей.

Как работают токоизмерительные клещи на основе эффекта Холла

По мере прохождения тока через проводник, на котором выполняются измерения, железный сердечник, образованный захватами измерительных клещей на основе эффекта Холла, позволяет магнитному полю легко проходить через него — фактически, легче, чем воздух.

Когда магнитное поле (поток) попадает на этот небольшой воздушный зазор между кончиками захватов, поле должно перескочить этот зазор. Поскольку зазор мал, поле остается концентрированным на зазоре, и датчик Холла — который находится в зазоре — создает напряжение, пропорциональное магнитному потоку в зазоре, который клещи преобразуют в показание тока.

В устройствах на основе эффекта Холла магнитные поля постоянного тока также концентрируются через сердечник, как постоянный магнит, который прилипает к железу. Из-за магнитного поля постоянного тока Земли, а также из-за действия других магнитных полей рядом с местом измерения, прежде чем выполнять измерения, необходимо «обнулять» показания на этих клещах, чтобы не допускать смещения.