แคลมป์ปัจจุบันคืออะไรและวัดอะไรได้บ้าง? ใช้อย่างไรให้ได้ผลสูงสุด? แคลมป์ปัจจุบันใดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสภาวะเฉพาะ? บทวิจารณ์นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้คำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้
ด้วยการแนะนำความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในอุปกรณ์ไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้า ช่างไฟฟ้าและช่างเทคนิคต้องเผชิญกับความท้าทายครั้งใหม่ ความก้าวหน้าไม่เพียงต้องการความสามารถที่ยอดเยี่ยมจากเครื่องมือวัดที่ทันสมัยเท่านั้น แต่ยังต้องใช้ทักษะที่ยอดเยี่ยมจากผู้ที่ใช้เครื่องมือเหล่านี้ด้วย ช่างไฟฟ้าที่มีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับอุปกรณ์ทดสอบเป็นอย่างดีสามารถวัดและแก้ไขปัญหาได้ดีกว่า แคลมป์เป็นหนึ่งในเครื่องมือที่สำคัญและธรรมดาที่สุดที่พบในคลังแสงของพวกเขาในปัจจุบัน
อุปกรณ์นี้เป็นมิเตอร์ที่รวมโวลต์มิเตอร์แบบหนีบกับแอมมิเตอร์ เช่นเดียวกับมัลติมิเตอร์ที่ผ่านช่วงอนาล็อกเข้าสู่โลกของการวัดแบบดิจิทัล สร้างขึ้นเพื่อเป็นเครื่องมืออเนกประสงค์สำหรับช่างไฟฟ้าเป็นหลัก รุ่นที่ทันสมัยมีความแม่นยำมากขึ้นและได้รับคุณสมบัติเพิ่มเติมมากมายซึ่งบางส่วนมีความพิเศษมาก ทุกวันนี้ แคลมป์กระแสไฟฟ้าทำซ้ำฟังก์ชันพื้นฐานหลายอย่างของ DMM แต่แตกต่างจากการมีหม้อแปลงกระแสในตัว
หลักการทำงาน
ความสามารถในการวัดกระแสไฟ AC ขนาดใหญ่ด้วยแคลมป์กระแสไฟฟ้านั้นขึ้นอยู่กับการกระทำง่ายๆ ของหม้อแปลงไฟฟ้า เมื่อแคลมป์ปิดรอบๆ ตัวนำ กระแสไฟฟ้าจะอยู่ในอุปกรณ์เหมือนกับแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง และไหลผ่านขดลวดทุติยภูมิที่เชื่อมต่อผ่านตัวแบ่งอินพุต กระแสไฟที่น้อยกว่ามากจะถูกส่งไปยังอินพุตของอุปกรณ์เนื่องจากอัตราส่วนของจำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิต่อจำนวนรอบของหลัก โดยปกติขดลวดปฐมภูมิจะถูกแสดงโดยตัวนำหนึ่งตัวซึ่งใช้คีมหนีบ หากขดลวดทุติยภูมิมี 1,000 รอบแสดงว่ากระแสทุติยภูมิคือ 1/1000 ของกระแสหลักหรือในกรณีนี้คือตัวนำ ดังนั้น 1 A จะถูกแปลงเป็น 0.001 A หรือ 1 mA ที่อินพุตของอุปกรณ์ วิธีนี้ทำให้ง่ายต่อการวัดกระแสขนาดใหญ่โดยการเพิ่มจำนวนรอบทุติยภูมิ
ตัวเลือก
การซื้อที่หนีบในปัจจุบันไม่เพียงต้องทำความคุ้นเคยกับข้อมูลจำเพาะเท่านั้น แต่ยังต้องประเมินการทำงานและคุณภาพด้วยการออกแบบของอุปกรณ์และเทคโนโลยีการผลิต
ความน่าเชื่อถือของผู้ทดสอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะที่ยากลำบาก มีความสำคัญมากกว่าในปัจจุบัน วิศวกรในการพัฒนาเครื่องมือวัดต้องทดสอบไม่เพียง แต่สำหรับไฟฟ้า แต่ยังรวมถึงความแข็งแรงทางกลด้วย ตัวอย่างเช่น แคลมป์กระแส Fluke ก่อนส่งไปยังร้านค้าผ่านโปรแกรมการทดสอบและประเมินผลอย่างเข้มงวด
ความปลอดภัยของผู้ใช้ควรพิจารณาเบื้องต้นเมื่อเลือกเครื่องมือนี้หรืออุปกรณ์วัดทางไฟฟ้าอื่นๆ นอกจากนี้ แคลมป์มิเตอร์แบบดิจิตอลจะต้องไม่เพียงแค่ผลิตขึ้นตามมาตรฐานล่าสุดเท่านั้น แต่เครื่องมือแต่ละชิ้นจะต้องผ่านการทดสอบและรับรองโดยห้องปฏิบัติการทดสอบ เช่น UL, CSA, VDE เป็นต้น ด้วยวิธีนี้ คุณจึงมั่นใจได้ว่าเครื่องมือจะตรงตามมาตรฐาน ข้อกำหนดและมาตรฐานด้านความปลอดภัยใหม่ทั้งหมด
ความละเอียดและช่วงการวัด
ความละเอียดของเครื่องมือระบุว่าการวัดนั้นแม่นยำเพียงใด เป็นตัวกำหนดการเปลี่ยนแปลงสัญญาณขั้นต่ำที่สามารถลงทะเบียนได้คืออะไร ตัวอย่างเช่น หากความละเอียดของแคลมป์ปัจจุบันคือ 0.1 A ในช่วง 600 A ดังนั้นกระแสประมาณ 100 A จะถูกวัดด้วยความแม่นยำ 0.1 A
ใครต้องการไม้บรรทัดที่ทำเครื่องหมายเป็นเซนติเมตรถ้าคุณต้องการกำหนดขนาดของวัตถุที่มีขนาดไม่กี่มิลลิเมตร? ในทำนองเดียวกัน คุณควรเลือกเครื่องดนตรีที่สามารถแสดงความละเอียดที่ต้องการได้
ผิดพลาด
นี่คือข้อผิดพลาดสูงสุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้เงื่อนไขการทำงานบางอย่าง กล่าวอีกนัยหนึ่งคือการวัดว่าค่าที่วัดได้ตรงกับค่าจริงมากน้อยเพียงใด
ข้อผิดพลาดของเครื่องมือมักจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของการอ่าน ตัวอย่างเช่น หากเป็น 1% ดังนั้นสำหรับ 100 แอมป์ ค่าปัจจุบันที่แท้จริงจะอยู่ระหว่าง 99มากถึง 101 A.
นอกจากข้อผิดพลาดในข้อมูลจำเพาะแล้ว ยังสามารถระบุได้ว่าค่าที่วัดได้เปลี่ยนแปลงไปมากน้อยเพียงใดในหลักขวาสุดของค่าที่วัดได้ ตัวอย่างเช่น หากระบุความแม่นยำเป็น ± (2% + 2) ดังนั้นสำหรับ 100.0 A กระแสจริงจะอยู่ในช่วง 97.8 - 102.2 A.
ยอดแฟคเตอร์
ด้วยการเพิ่มขึ้นของอุปกรณ์จ่ายไฟอิเล็กทรอนิกส์ กระแสที่ดึงมาจากระบบจำหน่ายที่ทันสมัยจะไม่ใช่คลื่นไซน์ 50Hz บริสุทธิ์อีกต่อไป พวกมันค่อนข้างบิดเบี้ยวเนื่องจากฮาร์โมนิกส์ที่แหล่งจ่ายไฟเหล่านี้สร้างขึ้น อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบทางไฟฟ้าของเครือข่าย เช่น ฟิวส์ บัสบาร์ ตัวนำ และองค์ประกอบความร้อนของเบรกเกอร์วงจร ได้รับการจัดอันดับสำหรับกระแส rms เนื่องจากข้อจำกัดหลักเกี่ยวข้องกับการกระจายความร้อน หากคุณต้องการตรวจสอบวงจรไฟฟ้าสำหรับการโอเวอร์โหลด คุณต้องวัดกระแส rms และเปรียบเทียบค่าผลลัพธ์กับค่าที่ระบุ ดังนั้นอุปกรณ์ทดสอบที่ทันสมัยจะต้องสามารถวัดขนาดที่แท้จริงของสัญญาณได้อย่างแม่นยำโดยไม่คำนึงถึงระดับการบิดเบือนของสัญญาณ
ยอดแฟคเตอร์คืออัตราส่วนของกระแสสูงสุดหรือแรงดันไฟต่อค่า RMS สำหรับคลื่นไซน์บริสุทธิ์ จะเท่ากับ 1.414 อย่างไรก็ตาม สัญญาณที่มีพัลส์ที่คมชัดมากจะทำให้ปัจจัยยอดสูง ขึ้นอยู่กับความกว้างของพัลส์และความถี่ สามารถสังเกตอัตราส่วน 10:1 ขึ้นไปได้ ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าจริงแทบไม่พบปัจจัยยอดที่มากกว่า 3 ดังนั้นสัมประสิทธิ์แอมพลิจูดเป็นสัญญาณของการบิดเบือนสัญญาณ
การวัดเหล่านี้สามารถทำได้โดยเครื่องมือที่สามารถวัด RMS จริงเท่านั้น มันแสดงให้เห็นว่าสัญญาณบิดเบี้ยวได้อย่างไรและลงทะเบียนตามข้อผิดพลาดของเครื่องมือ แคลมป์ปัจจุบันส่วนใหญ่สามารถวัดตัวประกอบยอดได้ 2 หรือ 3 ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่
กระแสสลับ
จุดประสงค์หลักของแคลมป์ในปัจจุบันคือการวัดกระแสสลับ โดยปกติการวัดดังกล่าวจะดำเนินการในสาขาของระบบจำหน่ายไฟฟ้า การกำหนดความแรงของกระแสที่ไหลผ่านวงจรต่างๆ เป็นงานประจำสำหรับช่างไฟฟ้า
หากต้องการวัด คุณต้องการ:
- เลือกโหมด AC
- เปิดกรามแล้วปิดรอบคอนดักเตอร์ตัวเดียว
- อ่านค่าที่หน้าจอ
โดยการวัดกระแสตามส่วนของวงจร คุณสามารถกำหนดได้อย่างง่ายดายว่าแต่ละโหลดดึงพลังงานเท่าใด
เมื่อเซอร์กิตเบรกเกอร์หรือหม้อแปลงร้อนเกินไป ทางที่ดีควรวัดกระแสโหลด อย่างไรก็ตาม คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้บันทึกค่า RMS จริงเพื่อวัดสัญญาณที่ทำให้ส่วนประกอบเหล่านี้ร้อนขึ้นได้อย่างแม่นยำ เครื่องมือทั่วไปจะไม่ให้ค่าการอ่านที่แท้จริงหากกระแสและแรงดันไฟไม่เป็นไซน์เนื่องจากโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้น
แรงดัน
ฟังก์ชั่นทั่วไปอีกอย่างของเครื่องมือนี้คือการวัดแรงดันไฟ ที่หนีบปัจจุบันสามารถกำหนดค่าคงที่และตัวแปรได้แรงดันไฟฟ้า. ตัวหลังมักจะสร้างโดยเครื่องกำเนิดและแจกจ่ายผ่านเครือข่าย งานของช่างไฟฟ้าคือสามารถทำการวัดทั่วทั้งระบบไฟฟ้าเพื่อหาแนวทางแก้ไขปัญหา การใช้งานอุปกรณ์อีกอย่างหนึ่งคือการตรวจสอบประจุแบตเตอรี่ ในกรณีนี้ จำเป็นต้องวัดกระแสตรงหรือแรงดันตรงด้วยแคลมป์กระแส
การแก้ปัญหาวงจรมักจะเริ่มต้นด้วยการตรวจสอบพารามิเตอร์เครือข่าย หากไม่มีแรงดันไฟฟ้า หากสูงหรือต่ำเกินไป ปัญหานี้ต้องได้รับการแก้ไขก่อนดำเนินการค้นหาต่อไป
ความสามารถของแคลมป์ปัจจุบันในการวัดแรงดันไฟ AC ได้รับผลกระทบจากความถี่ของสัญญาณ ผู้ทดสอบประเภทนี้ส่วนใหญ่สามารถกำหนดพารามิเตอร์นี้ได้อย่างแม่นยำที่ความถี่ 50-500 Hz แต่ DMM มีแบนด์วิดท์ 100 kHz ขึ้นไป นั่นคือเหตุผลที่การวัดแรงดันไฟฟ้าเดียวกันกับเครื่องทดสอบประเภทต่างๆ ให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน DMM อนุญาตให้ใช้แรงดันไฟฟ้าความถี่สูงกับวงจรในขณะที่แคลมป์ปัจจุบันกรองส่วนที่มีอยู่ในสัญญาณที่อยู่เหนือแบนด์วิดท์ออก
เมื่อแก้ไขปัญหา VFD แบนด์วิดท์อินพุตของเครื่องมืออาจจำเป็นต่อการได้รับการอ่านที่มีความหมาย เนื่องจากเนื้อหาฮาร์มอนิกสูงของสัญญาณที่ออกมาจากตัวแปลงความถี่ DMM จะวัดแรงดันไฟฟ้าส่วนใหญ่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแบนด์วิดท์อินพุต การบันทึกพารามิเตอร์ VFD ไม่ใช่งานทั่วไป มอเตอร์เชื่อมต่อกับความถี่ตัวแปลงจะตอบสนองต่อค่าเฉลี่ยของสัญญาณเท่านั้น และในการลงทะเบียนกำลังนี้ แบนด์วิดท์อินพุตของผู้ทดสอบจะต้องแคบกว่าของมัลติมิเตอร์ แคลมป์ Fluke 337 ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการทดสอบและแก้ไขปัญหาประเภทนี้
วัดแรงดันดังนี้:
- เลือกโหมดแคลมป์กระแสที่เหมาะสม: DC Volts DC (V) หรือ AC Volts AC (V ~).
- ต่อสายสีดำของหัววัดทดสอบกับแจ็คอินพุต COM และสายสีแดงกับแจ็ค V
- แตะปลายหัววัดกับวงจรที่ด้านตรงข้ามของโหลดหรือแหล่งพลังงาน (ขนานกับวงจร)
- อ่านค่า ให้ความสนใจหน่วยวัด
- กดปุ่ม HOLD เพื่อแก้ไขผลลัพธ์ หลังจากนั้น คุณสามารถถอดโพรบออกจากวงจรและอ่านค่าในระยะที่ปลอดภัย
การวัดแรงดันไฟที่อินพุตของเซอร์กิตเบรกเกอร์ก่อนและหลังการเชื่อมต่อโหลดจะช่วยให้คุณสามารถระบุการดร็อปของมันได้ หากสำคัญแสดงว่าโหลดทำงานได้ดีเพียงใด
แคลมป์ปัจจุบัน: คำแนะนำในการวัดความต้านทาน
ความต้านทานมีหน่วยเป็นโอห์ม ค่าของมันอาจแตกต่างกันตั้งแต่สองสามมิลลิโอห์มสำหรับหน้าสัมผัสไปจนถึงพันล้านโอห์มสำหรับฉนวน แคลมป์ปัจจุบันส่วนใหญ่จะวัดความต้านทานด้วยความละเอียด 0.1 โอห์ม เมื่อค่าเกินขีดจำกัดบนหรือวงจรเปิด หน้าจอจะแสดง OL
พารามิเตอร์นี้ควรวัดเมื่อปิดเครื่อง มิฉะนั้น เครื่องมือหรือวงจรจะเสียหาย อุปกรณ์บางอย่างมีการป้องกันการวัดความต้านทานในกรณีที่สัมผัสกับแรงดันไฟฟ้า ระดับการป้องกันอาจแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับรุ่น
ข้อกำหนดทั่วไปที่สุดคือการกำหนดความต้านทานไฟฟ้าของคอยล์คอนแทค
ลำดับการวัดเป็นดังนี้:
- ปิดไฟวงจร
- เลือกโหมดการวัดความต้านทาน
- ต่อสายสีดำของโพรบเข้ากับแจ็ค COM และสายสีแดงเข้ากับแจ็ค Ω
- แตะปลายโพรบทั้งสองด้านขององค์ประกอบหรือส่วนของวงจรที่คุณต้องการหาค่าความต้านทาน
- อ่านค่าเครื่องมือ
ความสมบูรณ์ของลูกโซ่
นี่คือการทดสอบความต้านทานอย่างรวดเร็วที่สามารถตรวจจับวงจรเปิดได้
ที่หนีบกระแสไฟที่ได้ยินทำให้การทดสอบหลายๆ อย่างทำได้ง่ายและรวดเร็ว อุปกรณ์จะส่งสัญญาณเมื่อตรวจพบวงจรปิด คุณจึงไม่จำเป็นต้องมองที่หน้าจอขณะตรวจสอบ ระดับความต้านทานที่จำเป็นสำหรับการกระตุ้นอุปกรณ์อาจแตกต่างกันไป โดยทั่วไปมีค่าไม่เกิน 20-40 โอห์ม
ฟังก์ชั่นพิเศษ
การทำงานที่ค่อนข้างเป็นที่นิยมของที่หนีบปัจจุบันตามความคิดเห็นของผู้ใช้คือการกำหนดความถี่ของกระแสสลับ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ปิด "ขากรรไกร" รอบตัวนำ และเปิดโหมดการวัดความถี่ ความถี่สัญญาณจะปรากฏขึ้นบนจอแสดงผล ฟังก์ชันนี้มีประโยชน์มากในการพิจารณาที่มาของปัญหาฮาร์โมนิกในโครงข่ายไฟฟ้า
คุณสมบัติอื่นของบางรุ่น (เช่น แคลมป์ปัจจุบัน Mastech MS2115B) คือการบันทึกค่าต่ำสุดและสูงสุด เมื่อเปิดใช้งานคุณสมบัตินี้ การอ่านแต่ละครั้งจะถูกเปรียบเทียบกับการอ่านที่เก็บไว้ก่อนหน้านี้ หากค่าใหม่สูงกว่าค่าสูงสุด ค่านั้นจะแทนที่ค่านั้น มีการเปรียบเทียบแบบเดียวกันสำหรับการอ่านขั้นต่ำ ตราบใดที่ฟังก์ชัน MIN MAX ทำงาน การวัดทั้งหมดจะได้รับการประมวลผลด้วยวิธีนี้ หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง คุณสามารถเรียกแต่ละค่าเหล่านี้บนหน้าจอและกำหนดการอ่านสูงสุดและต่ำสุดในช่วงเวลาหนึ่งได้
สำหรับช่างไฟฟ้าที่ทำงานกับมอเตอร์ ความสามารถในการบันทึกกระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ดึงออกมาในระหว่างการสตาร์ทเครื่องสามารถบอกได้มากเกี่ยวกับสภาพและโหลดของมอเตอร์ แคลมป์ Fluke 335, 336 และ 337 สามารถวัด "ขณะเคลื่อนที่" ได้ ในการทำเช่นนี้ คุณต้องปิดมันรอบๆ สายไฟอินพุตหนึ่งของมอเตอร์ เปิดใช้งานโหมดเร่งความเร็วและเปิดเครื่องยนต์ จอแสดงผลของอุปกรณ์จะแสดงกระแสไฟสูงสุดที่มอเตอร์ดึงออกมาในช่วง 100 มิลลิวินาทีแรกของรอบการสตาร์ท
Uni-T UT210E แคลมป์กระแสไฟฟ้า ให้คุณระบุการมีอยู่ของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหรือสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในลักษณะที่ไม่สัมผัส ในการดำเนินการนี้ ให้นำอุปกรณ์เข้าใกล้วัตถุที่ทดสอบมากขึ้นในระยะห่าง 8–15 มม. อุปกรณ์แยกระดับแรงดันไฟฟ้า 4 ระดับ ให้สัญญาณเสียงที่สอดคล้องกัน และระบุความเข้มของสนามด้วยไฟแสดงสถานะ
DT-3347 แคลมป์กระแสรองรับฟังก์ชั่นการวัดอุณหภูมิ
ความปลอดภัย
การวัดอย่างปลอดภัยเริ่มต้นด้วยการเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมที่จะใช้ เมื่อพบเครื่องมือที่ถูกต้องแล้ว ก็ควรใช้ตามขั้นตอนที่แนะนำ
คณะกรรมการไฟฟ้าระหว่างประเทศ ได้กำหนดมาตรฐานใหม่ด้านความปลอดภัยในการทำงานกับระบบไฟฟ้า ต้องแน่ใจว่าเครื่องมือที่ใช้เป็นไปตามหมวด IEC และพิกัดแรงดันไฟฟ้าที่อนุมัติสำหรับสภาพแวดล้อมที่จะทำการวัด ตัวอย่างเช่น หากทำการวัดบนแผงไฟฟ้า 480 โวลต์ ควรใช้แคลมป์มิเตอร์ 600 โวลต์ประเภท III ซึ่งหมายความว่าวงจรอินพุตของมิเตอร์ได้รับการออกแบบให้ทนต่อแรงดันไฟฟ้าชั่วคราวที่มักพบในสภาพแวดล้อมนี้โดยไม่มีอันตราย ให้กับผู้ใช้ การเลือกเครื่องมือในคลาสนี้ที่ได้รับการรับรองจาก UL, CSA, VDE หรือ TUV หมายความว่าไม่เพียงได้รับการออกแบบตามมาตรฐาน IEC แต่ยังได้รับการทดสอบอย่างอิสระและพบว่าสอดคล้องกับมาตรฐานเหล่านี้
กฎความปลอดภัย
- ต้องใช้แคลมป์แคลมป์ที่ได้มาตรฐานความปลอดภัยที่ยอมรับสำหรับสภาพแวดล้อมที่จะใช้งาน
- ตรวจสอบความเสียหายทางกายภาพของสายโพรบก่อนทำการวัด
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าลวดไม่เสียหายโดยใช้ที่หนีบปัจจุบัน
- อย่าใช้โพรบแบบเปลือยและไม่มีการป้องกันนิ้ว
- ต้องสมัครอุปกรณ์ที่มีช่องเสียบอินพุตแบบปิดภาคเรียนเท่านั้น
- แคลมป์ปัจจุบันต้องใช้งานได้ปกติ
- ถอดสายทดสอบที่ร้อน (สีแดง) ออกก่อนเสมอ
- คุณทำงานคนเดียวไม่ได้
- ต้องใช้มิเตอร์ที่มีการป้องกันโอเวอร์โหลดในโหมดการวัดความต้านทาน
คุณสมบัติพิเศษ
คุณสมบัติพิเศษต่อไปนี้ทำให้แคลมป์ปัจจุบันใช้งานง่ายขึ้น:
- ไอคอนบนหน้าจอช่วยให้คุณทราบได้อย่างรวดเร็วว่ากำลังวัดอะไร (โวลต์ โอห์ม ฯลฯ)
- ฟังก์ชั่นการเก็บข้อมูลจะหยุดการอ่านบนหน้าจอ
- สวิตช์เดียวทำให้เลือกฟังก์ชันการวัดได้ง่าย
- ป้องกันการโอเวอร์โหลดป้องกันความเสียหายต่อเครื่องมือและวงจร และปกป้องผู้ใช้
- การตรวจจับช่วงอัตโนมัติช่วยให้เลือกช่วงที่ถูกต้องตลอดเวลา การตั้งค่าด้วยตนเองทำให้คุณสามารถกำหนดช่วงสำหรับการวัดซ้ำได้
- ไฟแสดงสถานะแบตเตอรี่ต่ำช่วยให้เปลี่ยนแบตเตอรี่ได้ทันเวลา