10.000 A DC'yi nasıl ölçebilirim?

Yaklaşık 10.000 A'lık bir akımı ölçmenin standart yolu nedir? DC kelepçe metre sadece 2.000 A'ya kadar ölçeklere sahip gibi görünüyor.

Düzenle

Bu sorunun bazı arka planı:

Ben bir lise fizik öğretmeniyim ve ultra-kapasitör deşarjından kaynaklanan yüksek akımları kullanarak bazı klasik deneyleri geliştirmeye çalışıyorum.

Özellikle, bu "atlama halkası" deneyinde olduğu gibi, ultra kapasitörün boşalma akımını çok kısa süre ölçmek için iyi bir yol arıyorum:

Thomson'ın atlama halkası deneyinin güvenli ve etkili bir şekilde değiştirilmesi

Bu soru için ikinci motivasyon, bugün sadece bu kadar yüksek akımları ölçmenin normal yolunun ne olduğuna dair arka plan bilgim konusundaki merakımdan bilmek istiyorum.

Hayır, DC kelepçe probları ± 10.000 A'dan daha iyi ölçeklere sahiptir. Hiç kimse Amazon’u ± 12000A DC - 40kHz akım probu ihtiyacı için kontrol etmiyor mu?
Ben jest yapıyorum. Ama bunu Amazon'dan tamamen satın alabilirsin. Ve stokta 10 tane var. Ancak bunlardan hiçbiri Amazon Prime için geçerli değil :(.

Ne yaparsan yap, tüm bu insanları sana şant kullanmasını söylediğini görmezden gel. Hayır, şant kullanmayın. Ölçüm uygulamasında çok küçük bir kenarın yanı sıra gülünç derecede büyük dezavantajların yanı sıra bu uygulamada bir şönt kullanmanın kesinlikle bir avantajı yoktur.

Neden bir şant korkunç bir fikir:

1. Makul bir çözünürlüğe sahip olabilecek bir iletken (şönt) direnç voltajını ölçerek çalışan herhangi bir çözüm, aynı zamanda, büyük ölçüde bir voltaj düşüşü gerektirecektir. Başka bir afişin bahsettiği gibi, tipik bir 50mV şant 500W dağıtacaktır. Akımı bir watt enerji tüketiminden daha düşük bir oranda ölçebildiğiniz zaman bu sorumsuzca büyük bir enerji israfıdır.

2. Her zaman kendi aktif soğutmasına ihtiyaç duyacaktır. Böylece çok daha fazla enerji boşa harcandı, ama daha da önemlisi, güç dağıtım sisteminize tek bir başarısızlık noktası getirdiniz. Bir keresinde pasif olarak gerçekleştirilebilecek olan şey, herhangi bir noktada şantın soğutulması başarısız olursa ya da performansta bir düşüş varsa, şantın erimesine ve dünyanın en overpriced ve en yavaş üfleyen 10kA gibi davranmasına neden olursa, çok hızlı bir şekilde başarısız olacaktır. sigorta hiç yapılmış.

3. Kendimizi kandırmayalım, biri sadece timsah klipleri ve muz jakları kullanarak 10kA kapasiteli bir kabloyla seri olarak 10kA şant koymaz. Bu tür bir cihazı bu kablolarla seri olarak kurmak önemsiz bir iş olacak ve kolay bir hevesle kolayca çıkarabileceğiniz bir şey olmayacak. Sisteminizde kalıcı bir sorumluluk olmasını bekliyorum.

4. Kablonun 1V'de 10kA taşıması umrumda değil (ne nedenle olursa olsun) - Ben (ve kendiniz gerekir) böyle bir ölçüm cihazında galvanik izolasyon talep ediyorum. 10kA çok fazla akım ve sadece manyetik alanda korkunç miktarda enerji depolamakla birlikte yardımcı olamıyor.

   Bunu taşıyabilecek bir tel ya da bara boyutunun ne olacağını bile bilmiyorum, ama göreceli olarak düşük endüktanslı bir geometri ile gidelim: çapı 2 inç olan sert bir bakır kutup. Basit, düz bir çizgide ise, metre başına ~ 728nH endüktans olacaktır. 10kA'da , bu iletken yalnızca manyetik alanında depolanan yaklaşık 35J enerjiye sahip olacaktır !

   Tabii ki, pratikte, geri dönüş iletkeni yakın olacağından çok daha düşük olacaktır ve muhtemelen endüktansı daha da düşürecek şekilde büyük, yassı baralar olacaktır.

   Fakat yine de - 10kA'lık bir kablonun, bağlı herhangi bir şeyde yanlış giden bir şey olduğunda bazı muhteşem arızaları tetiklemesi için planlamalısınız. 1800 $ 'lık bir NI DAQ kartı gibi şeyler dahil (veya özellikle?). Veri toplama donanımının ne kadar pahalı olduğunu, bir hata durumunda daha iyi bir şekilde yok edileceğini belirten Murphy'nin yasalarından türetebileceği bir kanun var.

   Ben jest yapıyorum, ama benim fikrimi anlıyorsun - izolasyon bu durumda görevden alınacak bir şey değil.

Şimdi, bir şant kullanmak için bir neden var: Doğruluk.

Yine de, bu avantajın bir kısmının, şöntün gerçek akım taşıyan iletkenlere ve duyu hatlarına bağlı olduğu kavşaklardaki termokupl etkilerinden kaynaklanan hatalarla bozunmasını beklerdim. Bu akım DC değilse de ek hata kaynakları resme girecektir.

Ama ne olursa olsun, bir şant olacak değil o çok daha doğru ben önermek üzere olduğum makul çözümden çok. Fark,% 0.25 (en iyi durum) ve% 1 (en kötü durum) arasındadır. Yine de 10.000 amper ölçüyorsanız, arkadaşlarınız arasında ± 100A nedir?

Yani, sonuç olarak, bir şant kullanmayın.

Gerçekten bir şanttan daha kötü bir seçenek olmadığını düşünebilirim . Düzinelerce uygun Hall Effect klemensli problardan birini kullanın.

Elde tutulan kelepçe metrelerin çoğunun yalnızca belki 2.000A'ya çıkmasının nedeni, bunun ötesinde ve iletkenin çok büyük olması veya kelepçenin çok olmasını gerektiren olağandışı bir şekilde (örneğin geniş ve düz bara) olmasıdır. Tutulan portatif bir şeye gitmek için büyük.

Fakat kesinlikle sadece 10.000A'ya değil aynı zamanda bunun da üzerinde ölçüm aralıklarına sahip kelepçe veya döngü akımı probları yapıyorlar. Yani sadece bunlardan birini kullanın. Yüksek kaliteli, güvenli, tamamen manyetiktir (Hall Etkisi üzerinde çalışır), tamamen izole edilmiş ve karakterize edilmiş, 0.3mV / A derecesinde hassasiyetler.

Kelepçeli Akım Probu gibi bir şey (daha önce Amazon'daki sayfasına bağlantılı).

Kablolarınıza uyması için 77mm ila 150mm arasında değişen büyük pencerelere sahipler. Daha egzotik bir şeyle gitmediysen ... ve sakin ol.

Her iki durumda da, kablolama işleminizin bu resimdeki çözümlerden birine benzeyeceğini varsayıyorum:

Neyse, iyi eğlenceler. Dikkatli ol. Umarım süper bir kötü adam değilsindir.

Yıllar önce elektrikli bir lokomotif marşında çalıştım, yardımcı alternatörü çalıştırıp tersine motoru çalıştırdığımız 3 fazlı IGBT invertörle çalıştırdım. Lokomotif dizel motorunun zorluğunu kırmak için akım fazı başına kolayca 10kA aldık. Faz akımını (vektör kontrol amaçlı) LEM firmasının kapalı devre salonu akım sensörleri ile ölçtük.

20kA'ya kadar olan mevcut sensörleri web sitelerinde bulabilir, çok fazla satın almak istiyorsanız, özel sensörler de yapabilir:

LEM akım sensörleri

Şirketim kaplama banyoları için 15kA'ya kadar akım ölçerler sağlamıştır. Sadece şant kullandılar (50mV veya 60mV = 15kA IIRC).

Akımınız çok yüksek frekans bileşenine sahipse, özel önlemler almanız gerekebilir - sorunlara neden olacak kadar endüktans gerektirmez.

Ayrıca, 10kA * 50mV düşüşün 500W olduğunu ve tam akımda adil bir miktar güç harcayacaklarını unutmayın.

Yukarıdaki sorunların her ikisi de JohnD (+1) tarafından önerilen LEM sensörleri kullanılarak azaltılabilir veya önlenebilir, ancak nispeten sabit bir DC akımının ölçüleceği durumlarda maliyet daha yüksek olabilir.

Deneme kurulumunu geçici olarak daha düşük bir akımda çalıştırmanın bir yolu varsa, kurulumdaki herhangi bir iletken üzerinde açıkta kalan herhangi iki noktayı seçebilir, bir voltmetre takabilir, bilinen bir akımla kalibre edebilir ve bu iletken uzunluğunu gerçek bir şant olarak kullanabilir .

Şu anki düzeyde şantlar alabilirsiniz. İşte bir firmadan bir ürün serisi. Başka modelleri var ve başka tedarikçiler de var.

G Serisi Şöntler

50V'nin altında başlayan ve 10kA yapan kapak boşaltma?

$5 \cdot 10^{-3} \Omega$

Genellikle hızlı yüksek akım darbeleri için başlangıç ​​noktası, başlık bankası ve bir puls oluşturma ağı üzerinde daha fazla voltaj büyüklüğünde bir kaç derecedir.

Rogowski'nin önerisini ikinci olarak söylerdim, eylemi görecek kadar hızlılar ve asgari yük getirecekler.

$I^2R$

Enerjiyi göreceli olarak küçük tutun (Büyük başlıklar öz indüktans olduklarından çok fazla yardımcı olmaz) ve küçük enerji seviyesi == güvenli enerji seviyeleri.

50V büyüklüğündeki bir bankadan kolayca 10kA sağlayacağınızı sanmıyorum, ancak ilgiyle girişim girişiminin sözünü bekliyorum.

50 Ohm sinyalleri ve süper kapaklarınızdan daha düşük ESR'li bir şönt olduğunu düşünürseniz, 50 mV deşarj akımı sensörü için en iyi cevaptır.

1/2 "bakır boru tesisatı kullanır ve standart bir 50mV düşüş yapardım. Diğer danışmanlar toplam güç kaybı / deşarj oranının makul derecede verimli olduğunu, sürenin çok kısa olduğunu ve bu nedenle Joule'deki göreceli düşük enerji kaybını göz önünde bulundurmadığını ve hatta olası bir artış göstermeyeceğini düşünmüş olabilir. 1'C.

ESR * C = Td, boşalma zamanını belirlemeniz gerekir.

• daha sonra, 1 / Td düşük kayıplı iyi koaksiyel ve 50 Ohm sonlandırılmış kapsamı, algılama zili çalmadan mükemmel şekilde düz olacak ve darbe Td'den daha hızlı yanıt verecek şekilde kullanın.

<100ns'de 50mV darbe oluşturmak için 500W kayıp, 10kA'da bile çok düşük enerjidir.

Bu yöntemi 100kA için doğru bir şekilde kullandım ve elde edilen tek numara, indüklenmiş karışma riskini ortadan kaldırmaktı (EMI) ancak 50 mV tam ölçek elde etmek için 1 ft'lik bir şönt için 6 "katı bakır kollar kullanmaktı.

• Sinyal ve dönüş uzunluğu için mükemmel simetrik olması için, sadece musluk kaynağında sonlandırılmış ekranlı dik açılı koaksiyel bağlantıya bağlanmak için uzunluklar arasında yarı-sert koaksiyal kullanırdım.

Koaks, yüksek akım yoluna mükemmel dik açılarla yerleştirilmezse, anten bağlantı hataları meydana gelir. Açıkça görüldüğü üzere, bakır boruya bağlantı, propan meşale ile lehimlenmiş geniş bakır flanşlara, ardından 100nH'nin altındaki endüktansı azaltmak için kısa kaynakçı teline veya ağır Litz teline ihtiyaç duyar, daha iyi sonuç verir.

Diğer birçok cevap, 10KA'yı sürekli ölçmek istediğinizi varsayıyor . Bununla birlikte, başvurulan kullanımınız yalnızca 5 milisaniyelik bir atım için olduğunu gösterir . Bu kısa süreden dolayı ölçüm alabilmenin tek yolu, dalga biçimini yakalamak için bir depolama kapsamı kullanmaktır.
Ayrıca 'kapsamına bağlı bir sensöre ihtiyacınız var. Bir şant veya kelepçe olması, kullanılan kapsamı "eşleştirdiği" sürece çok önemli değildir.

Uygun güvenlik önlemleri uygulanmalı ve takip edilmelidir (referans verilen deneyde olduğu gibi).

13 yaşımdayken benzer bir deney yaptım ve yaptığım manifoldlar arasında lehimlenen bakır borularla bir çift bakır manifold yapmaktı. Etkili bir şant. Sonra üzerine bir kelepçe taktım ve nabzı ölçmek için bir kapsam kullandım ve alanı eğri altına yerleştirdim.

Bunu yapmanın daha iyi yolları olduğuna eminim, ancak bir kapsam ve ev aletleri ile 13 yo, bu çalıştı. Belki iki bakır bara kullanabilir ve aralarında kaynak teli şöntleri oluşturabilirsiniz.

Şehirdeki hurda metal yerine ve elektronik hurda deposuna koşmak her zaman çok ilginç şeyler buldu ve çoğunlukla sadece bana verdiler.

Benim önerim, ya halkanın yer değiştirmesini / kuvvetini ölçmek ve tekrar akıntıya çalışmak olacaktır.

Ya da sadece bir elektromıknatısın güzelliğini inşa edebilirsin ... ve alanını sınıfının diğer tarafından ölçebilirsin ...

Aşırı büyük akımların nasıl ölçüleceği sorusunun genel kısmıyla ilgili olarak, telin manyetik alanını belirlemek için faraday etkisini kullanan ve ardından akımı hesaplayan FOCS adı verilen cihazlar da vardır. Örneğin ABB , 500 kA DC'ye kadar olan ölçüm cihazları satmaktadır. Ayrıca bakınız: http://www.ee.co.za/wp-content/uploads/legacy/ABB%20Innovation%20in%20high%20DC.pdf

Kararlı durum akımınızı nasıl ölçeceğinizi söyleyemem. Ancak nabzı ölçmekle ilgileniyor gibisiniz. Yeterince izole edilmiş iletkenlerden birine sahipseniz, yakınınıza yüksek akımınıza paralel bir tarafı olacak şekilde dikdörtgen bir halka yerleştirebilirsiniz. İndüklenen voltajı ölçün ve osiloskopla kaydedin. Bu size aktüelinizin TÜREVLİ değerini verecektir. Çok az akım duyu döngüsünde aktığından, şant ile olduğu gibi ölçülen akım üzerinde önemsiz bir etki olacaktır.

Döngü boyutunun birkaç katı için akım iletkenli düz bir kesite sahip olmanız gerekir; alanın silindirik simetrisini bozmak için başka iletkenler ve çevresinde ferromanyetik bir şey yok! Kalibrasyon, ana akım iletkenine göre döngüyü ne kadar doğru oluşturup konumlandırdığınıza bağlı olacaktır. Fizik adamı olduğunuz için, ağır akım iletkenine paralel olan döngü bölümlerinde indüklenen voltajı (volt saniye / amper) hesaplayabileceğinizi düşünüyorum. Döngünün arka kenarında indüklenen voltajı çıkardığınızdan emin olun!

Tamam, dI / dt'yi algıladınız ve kaydettiniz. Asıl akımı elde etmek için iki yol vardır: eğer osiloskopunuz destekliyorsa, örneklenmiş ve nicelenmiş osiloskop verilerini elektronik tabloya aktarın ve o andaki akımı elde etmek için entegrasyonu yapın. Veya kapsam ve geçerli hız sensörü döngüsü arasında bir analog entegratör kullanabilirsiniz.

İndüksiyon sadece bir teori değildir; gerçekten çalışıyor.

Yaklaşık 10.000 A'lık bir akımı ölçmenin standart yolu nedir? DC kelepçe metre sadece 2.000 A'ya kadar ölçeklere sahip gibi görünüyor.

Akıntı akımınız muhtemelen bu tür bir akıma yakın bir yerde olmaz.

Bununla birlikte, bir akım transformatörü benim kendi yolumdan gidecekti: basit, etkili ve ucuz: sadece iletken etrafında bir tel kıvrımına ihtiyaç duyun.

ancak kalibre edilmesi zor olabilir.

Bunun dışında, bazı hall efekt sensörlerini deneyin -> iletkenden uzak tutun. Dinamik özelliklerinden emin değilim - muhtemelen burada önemli bir şey.

Başka bir fikir: 10.000ampa dayanamayacağınızı varsayarak, burada sıska tel kullanmanız muhtemel. Bununla, sadece iki nokta alabilir ve iki nokta üzerindeki gerilim düşüşünü ölçebilirsiniz. Kendini ısıtmak, akım belli bir süre boyunca sürdürülmediği sürece problem olmaz.

temelde iletken kendisi örnekleme direncidir.

boru gibi etli bakır çubuklar kullanıyorsanız işe yaramaz.