Polski

Omówienie mierników cęgowych z sondą elastyczną

24 Maj 2021 | Cęgi
An enlarged interior view of a Rogowski coil—a Fluke iFlex® probe

Sondy elastyczne mierników cęgowych znane są również jako cewki Rogowskiego. Cewki Rogowskiego są czasami nazywane także cewkami powietrznymi lub elastycznymi sondami prądowymi. Wyewoluowały one z prostych solenoidów i zostały użyte po raz pierwszy w 1912 roku.

W przeciwieństwie do przekładników prądowych i mierników cęgowych wykorzystujących efekt Halla nie mają one żelaznego rdzenia. Zamiast tego używają one cewki w kształcie spirali, która reaguje na szybkość zmiany (wyrażaną za pomocą pierwszej pochodnej) pola magnetycznego przewodnika, wokół którego ją umieszczono.

Im szybsza zmiana amplitudy, tym większe jest napięcie generowane przez cewkę. Obwód całkujący w przyrządzie pomiarowym przekształca przekazywane napięcie w sygnał proporcjonalny do sygnału w przewodniku.

Ponieważ cewki Rogowskiego nie są oparte na sztywnym żelaznym rdzeniu, mogą mieć elastyczną konstrukcję i dzięki temu ułatwiać pomiary w miejscach o ograniczonej przestrzeni. Jest to jedna z najbardziej docenianych cech mierników cęgowych z sondą elastyczną.

Brak rdzenia magnetycznego pozwala na uzyskanie szerokiego pasma częstotliwości, nawet do setek kHz, i praktycznie eliminuje potencjalne problemy związane z wprowadzaniem zaburzeń do obwodu i nasyceniem.

Niektóre modele, takie jak elastyczna sonda prądowa Fluke i2500-18 iFlex®, mogą mierzyć prąd AC do 2500 A. Ponadto cewki Rogowskiego generują bezpieczny sygnał niskonapięciowy, który eliminuje zagrożenia związane z niewłaściwym zamocowaniem na przewodzie oraz otwartymi uzwojeniami wtórnymi.

Ponieważ cewki Rogowskiego z samej swojej istoty reagują na szybkość zmiany sygnału, mają one zastosowanie tylko w odniesieniu do prądu AC.

Co znajduje się wewnątrz cewki Rogowskiego? Jak widać na przekroju u góry strony, w cewce Rogowskiego znajdują się następujące elementy:

  1. Zewnętrzna osłona izolacyjna z silikonu (czerwona). Jej nałożenie jest ostatnim krokiem w procesie wytwarzania sondy elastycznej.
  2. Warstwa izolacyjna z nylonu (czarna) — osłania (izoluje) drobne druty wewnętrzne cewki podczas procesu nakładania zewnętrznej osłony izolacyjnej.
  3. Cienka warstwa separacyjna na bazie aluminium (biała). Oddziela ona zewnętrzny drut miedziany o szerokim rozstawie zwojów od wewnętrznego, ciasno zwiniętego drutu w kolorze seledynowym. Druty te pełnią rolę nadawczą i odbiorczą.
  4. Ciasno nawinięty drut (seledynowy) to drut Rogowskiego.
  5. Pełny rdzeń miedziany wspierany przez elastyczną białą osłonę. Rdzeń miedziany łączy się z drutem Rogowskiego i zwiększa odporność cewki na zewnętrzne zakłócenia elektryczne.