Czech

Co jsou klešťové přístroje využívající Hallův jev (AC, DC)?

3. Bře 2021 | Kleště, Základy

Klešťové přístroje využívající Hallův jev mohou měřit střídavý i stejnosměrný proud až do rozsahu jednoho kilohertze (1000 Hz). Klešťové přístroje využívající Hallův jev mají, podobně jako přístroje s proudovým transformátorem, pevné feritové čelisti ke koncentrování magnetického pole, které obepíná měřený vodič.

Na rozdíl od klešťových přístrojů s proudovým transformátorem nejsou jejich čelisti ovinuty měděnými vodiči. Namísto toho je magnetické pole generované vodičem po uzavření čelistí kolem vodiče soustředěno kolem jedné nebo více mezer v jádře. Povšimněte si bodu, kde se stýkají konce čelistí klešťového přístroje využívajícího Hallův jev.

Porovnání klešťových přístrojů s proudovým transformátorem, které měří pouze střídavý proud, s klešťovými přístroji využívající Hallův jev
Vlevo: Čelisti klešťového přístroje s proudovým transformátorem jsou sevřeny těsně. Vpravo: Snímač je umístěn ve vzduchové mezeře mezi čelistmi klešťového přístroje využívajícího Hallův jev.

V místě, kde se stýkají čelisti klešťového přístroje využívajícího Hallův jev, existuje mezera vytvářející vzduchovou kapsu, kterou musí magnetické pole (neboli magnetický tok) překlenout. Tato mezera omezuje magnetický tok tak, že nemůže dojít k saturaci jádra.

Naproti tomu jsou čelisti klešťového přístroje s proudovým transformátorem, který měří pouze střídavý proud, při uzavření magneticky vodivě spojeny. Při otevření jsou na koncích čelistí vidět holé plochy kovového jádra.

V této mezeře, kde jsou konce čelistí pokryty tenkou plastovou ploškou, je umístěn polovodič známý jako Hallův snímač – převodník, který v reakci na magnetické pole, v tomto případě magnetické pole vodiče, mění své výstupní napětí. Jeho účelem je přímo měřit magnetický tok. Výstupní napětí snímače je poté zesíleno a odstupňováno tak, aby představovalo proud protékající vodičem, který prochází čelistmi klešťového přístroje.

Jak klešťové přístroje využívající Hallův jev fungují

Protéká-li měřeným vodičem proud, umožňuje feritové jádro tvořené čelistmi klešťového přístroje využívajícího Hallův jev magnetickému poli snadný průchod, snadnější než vzduchem.

Když magnetické pole (tok) doteče k této malé vzduchové mezeře na koncích čelistí, musí pole tuto mezeru překlenout. Protože je mezera malá, zůstává pole koncentrované napříč mezerou a Hallův snímač, který je umístěn v mezeře, vytváří napětí úměrné magnetickému toku v mezeře, které pak klešťový přístroj převádí na hodnotu proudu.

V zařízeních využívajících Hallův jev jsou stejnosměrná magnetická pole také koncentrována v jádře, podobně jako je trvalý magnet přitažen k železu. Kvůli zemskému stejnosměrnému magnetickému poli a možnosti výskytu jiných magnetických polí na místě měření je nutné hodnoty těchto klešťových přístrojů před měřením „vynulovat“, aby se eliminovaly případné posuny hodnot.

Americký fyzik Edwin Hall (1855-1938) objevil Hallův jev v roce 1879.

Související články

Vyberte si správný klešťový přístroj