artykul_hioki_3290-1..

METROLOGIA
Amperomierze HIOKI
z wymiennymi cęgami
Japońska firma HIOKI produkuje dwa amperomierze cyfrowe 3290 i 3290-10
o unikatowej konstrukcji. Oba amperomierze mierzą prąd metodą pośrednią
za pomocą różnych wymiennych cęgów, a nie jak w amperomierzu
konwencjonalnym – zintegrowanych z przyrządem. Amperomierze dystrybuuje
firma LABIMED ELECTRONICS.
Firma HIOKI projektując amperomierze 3290 (fot. 1) i 329010 (fot. 2), skupiła się przede
wszystkim na samym pomiarze prądu, rozbudowując go
o nietypowe, choć przydatne
funkcje, a pomijając jednocześnie funkcje pomiarowe innych
parametrów, mniej przydatne,
które można spotkać w większości multimetrów cęgowych
dostępnych na rynku przyrządów pomiarowych.
Oba przyrządy mierzą prąd
stały oraz przemienny o częstotliwości poczynając już od
1 Hz. Unikatową funkcją niespotykaną w innych amperomierzach są wymienne cęgi,
dzięki czemu można mierzyć
tylko jednym przyrządem zarówno prądy małe, jak i duże.
Wymienne cęgi, dostarczane jako wyposażenie opcjonalne, umożliwiają pomiar
prądu na podzakresach 20,
200 i 2000 A amperomierza.
Użytkownik może wybrać metodę pomiaru prądu: „DC”
(prąd stały), „AC+DC RMS”
(wartość skuteczna prądu przemiennego z nałożoną składową stałą), „AC RMS” (wartość
skuteczna prądu przemiennego), „PEAK” (wartość szczytowa prądu) oraz „AC MEAN”
(wartość średnia prądu przemiennego – funkcja dostępna
tyko w amperomierzu 3290).
Użytkownik może też ustawić
64
Elektroinstalator 9/2012
Fot. 1. Amperomierz HIOKI 3290
czas odpowiedzi amperomierza, dostosowując go do zmian
obciążenia. Przykładowe zastosowania pierwszych czterech
z pięciu wymienionych metod
to pomiar kolejno: prądu akumulatora, prądu wyjściowego falownika lub prostownika
(jedno- lub dwupołówkowego), prądu odkształconego lub
wartości szczytowej prądu rozruchowego. Przydatną własnością obu przyrządów są też
dwa wyjścia przetwornika cyfrowo-analogowego oraz funkcja wskazywania częstotliwości
mierzonego prądu w zakresie
od 10 Hz do 1 kHz.
Cechami różniącymi od siebie
amperomierze 3290-10 i 3290
są przede wszystkim obecne
w 3290-10 funkcje pomiarowe
całki prądu i wypełnienia „Rate”,
a także pamięć wyników pomiarów. Różne są też funkcje
wyjść sygnałowych. Tylko amperomierz 3290 może mierzyć
wartość średnią sygnału przemiennego oraz wyprowadzać
sygnał o napięciu proporcjonalnym do częstotliwości mierzonego prądu.
Unikatową funkcją
niespotykaną w innych
amperomierzach
są wymienne cęgi,
dzięki czemu można
mierzyć tylko jednym
przyrządem zarówno
prądy małe, jak i duże.
Podstawowe funkcje
amperomierza 3290
 pomiar w trybie „AC+DC
RMS” przebiegów o częstotliwości od 1 Hz na wyjściach falowników oraz prostowników
zarówno jednopołówkowych,
jak i dwupołówkowych;
 pomiar w trybie „PEAK” maksymalnej amplitudy przebiegu
prądu rozruchowego płynącego w momencie włączenia
zasilania testowanego urządzenia;
 funkcje obliczania wartości maksymalnej, minimalnej i średniej pozwalają łatwo określić zmiany prądu
w liniach energetycznych przy
dynamicznie zmieniających się
obciążeniach;
 wyprowadzając przez wyjścia
amperomierza jednocześnie
wartość skuteczną i przebieg,
można rejestrować na urządzeniu zewnętrznym zarówno tę wartość skuteczną, jak
i fluktuacje przebiegu lub częstotliwości;
 przełączając wartość czasu
odpowiedzi amperomierza,
można dostosować odpowiedź przyrządu do szybkości
zmian prądu obciążenia;
 filtr dolnoprzepustowy o częstotliwości odcięcia 550 Hz
separuje prądy harmoniczne
i zakłócenia.
Podstawowe funkcje
amperomierza 3290-10
 całkowanie z uwzględnieniem
polaryzacji pozwala na po-
Fot. 2. Amperomierz HIOKI 3290-10
miar za pomocą tylko jednego przyrządu prądu ładowania
i rozładowania akumulatora;
 wyświetlając wartości czasu
pracy i współczynnika wypełnienia „Rate” można określić
stan pracy obciążenia przy
ustawionej wartości progowej prądu;
 wyświetlanie wartości szczytowej z uwzględnieniem polaryzacji jest wykorzystywane
do pomiaru za pomocą tylko
jednego przyrządu zarówno
prądu ładowania, jak i rozładowania akumulatora;
 funkcje powtarzania pomiaru
oraz pamięci danych pomiarowych pozwalają wykonać
łatwo ten sam pomiar maksymalnie 20 razy, a następnie
zapisać jego wynik w pamięci
danych przyrządu;
 dzięki funkcji wyświetlania
wartości średniej przy ograniczonym czasie pomiaru
można otrzymywać wartość średnią za okres całkowania wyspecyfikowany przez
użytkownika;
 dodatkowa funkcja zasilania zewnętrznego ze źródła napięcia
stałego przydaje się przy pomiarach długookresowych.
Powtarzanie pomiaru
Funkcja ta jest dostępna wyłącznie w wersji 3290-10 am-
peromierza i jest wykorzystywana przy pomiarach całki prądu
oraz wypełnienia „Rate”. Liczba
powtórzeń nie może przekroczyć 20.
Pomiar całki prądu
Przy pomiarze całki prądu stałego, użytkownik ręcznie rozpoczyna i kończy proces całkowania. Po zakończeniu
amperomierz wyświetla wynik
pomiaru w Ah.
Przed pomiarem całki prądu
przemiennego, użytkownik amperomierza wprowadza do jego
pamięci czas pomiaru oraz liczbę powtórzeń, po czym inicjuje
pomiar. Po wybranym czasie po-
METROLOGIA
miar z całkowaniem zatrzymuje się automatycznie, a na wyświetlaczu pojawia się wynik
pomiaru w Ah.
parametru w zakresie do 2000
godzin. Pomiar tego parametru
można powtórzyć maksymalnie 20 razy.
Pomiar wypełnienia
„Rate”
Funkcja ta jest dostępna wyłącznie w amperomierzu 3290-10.
Mierząc prąd stały ( „DC” ) płynący przez obciążenie, który
w wybranym przez użytkownika odstępie czasowym zmienia znacznie swoją wartość
i ew. w pewnych przedziałach
Pamięć wewnętrzna
Użytkownik amperomierza
3290-10 może zapisywać dane
pomiarowe w pamięci wewnętrznej i przywoływać je w razie potrzeby, w dowolnym momencie.
Pamięć wewnętrzna gromadzi
wartości: minimalną, średnią,
szczytową, scałkowaną, czas pracy i wypełnienie „Rate”. Liczbę
mentów. Zależnie od wyboru
przez użytkownika szybkości
pomiaru cyfrowe wskazanie
wyświetlacza jest odświeżane
w trybie normalnym (NORMAL)
– dwa razy na sekundę, w trybie
wolnym (SLOW) – raz na trzy
sekundy, a w trybie szybkim
(FAST) – dziesięć razy na sekundę. Wskazanie bargrafu jest
odświeżane cztery razy na sekundę. Od szybkości odświeżania zależy też czas odpowiedzi
amperomierza, który wynosi odpowiednio: 0,8; 8 i 0,2 s.
Fot. 3. Amperomierz HIOKI 3290 z wyposażeniem opcjonalnym
też i kierunek, amperomierz
określa i wyświetla w procentach wartość parametru „Rate”.
Parametr ten definiuje się jako
stosunek sumy czasów pracy
do całkowitego czasu pomiaru,
tj. wybranego odstępu czasowego. Czas pracy ( „Operating
Time” ), to czas, w którym prąd
obciążenia ma wartość większą od wybranej przez użytkownika wartości progowej.
Amperomierz 3290-10 wyświetla zarówno wartość parametru
„Rate”, jak i sumę czasów pracy użytych do obliczenia tego
66
Elektroinstalator 9/2012
punktów danych umieszczonych
w pamięci wskazuje analogowy bargraf.
Oba amperomierze mają pamięć ustawień konfiguracyjnych.
Zapisane ustawienia pozostają
w pamięci nawet po wyłączeniu
zasilania amperomierza.
Wyświetlanie
Wynik pomiaru wskazuje ciekłokrystaliczny wyświetlacz o maksymalnym wskazaniu 9999.
Wyświetlacz zawiera też analogowy bargraf o wielu funkcjach, składający się z 21 seg-
Przy pomiarach prądu bargraf
„powtarza” wartość wskazywaną
cyfrowo, z tym, że przy pomiarze prądu stałego jest wyświetlany
w postaci z zerem na środku skali,
wskazując w ten sposób kierunek
mierzonego prądu. Przy pomiarach z timerem (tylko w amperomierzu 3290-10) bargraf wyświetla też czas, który upłynął
od rozpoczęcia pomiaru.
Inne funkcje
Z innych funkcji amperomierzy
3290 i 3290-10 warto wymienić: zerowanie wskazania szcząt-
kowego wyświetlacza (aktywne
w trybach pomiarowych „DC”
i „AC+DC” ), zamrażanie bieżącego wskazania wyświetlacza
(HOLD), pamięć stanu ustawień
konfiguracyjnych przyrządu, blokadę przycisków na płycie czołowej, nieustanne monitorowanie
stanu baterii zasilającej przyrząd,
automatyczne wyłączanie zasilania (po 10 minutach od ostatniego naciśnięcia przycisku) oraz
sygnalizację dźwiękową (z możliwością jej wyłączenia).
A mperomier z 3290 -10
ma wewnętrzny układ czasowy (timer), który jest niezbędny do pomiarów parametru
wypełnienia oraz prowadzonych z całkowaniem i powtarzaniem. Zakres ustawiania timera wynosi od 1 min do 100 h.
Przyrząd wyświetla też wartość
zmierzonego czasu w godzinach
i minutach.
Wyjścia
Na płycie przedniej amperomierza, bezpośrednio nad wyświetlaczem umieszczono dwa gniazda „OUT1” i „OUT2” przykryte
plastikowymi zaślepkami (chroniącymi układy wyjściowe przyrządu
przed dostępem kurzu), a będące wyjściami sygnałowymi przetwornika cyfrowo-analogowego.
Wyprowadza się przez nie napięcie w zakresie do 2 V. Z wyjść
korzysta się, łącząc amperomierz
np. z rejestratorem.
Gniazdo „OUT1” w amperomierzu 3290 spełnia dwie funkcje
zależne od wyboru użytkownika,
a oznaczone symbolami „REC”
i „MON.FL”. Amperomierz pracując w trybie rejestracji „REC”,
wysyła przez wyjście „OUT1”
dane numeryczne przeznaczone do zapisania np. na cyfrowym rejestratorze. Pracując
z kolei w trybie monitorowania
„MON.FL” wysyła przez to wyjście dane przebiegu, przy czym
w układ wejściowy jest włączony wtedy filtr górnoprzepustowy
o częstotliwości odcięcia 1 Hz.
Przez wyjście „OUT1” można
też wysyłać w amperomierzu
3290 sygnał stały („DC”), w zakresie do 1 V, proporcjonalny
do częstotliwości.
Dwie funkcje spełnia też
gniazdo „OUT2”. Pracując
w trybie „REC”, wysyła dane
numeryczne przeznaczone
do rejestracji, a w trybie „B.Lo”
napięcie sygnalizujące niski stan
baterii. Należy jeszcze zaznaczyć, że gdy amperomierz 3290
pracuje w trybie rejestracji sygnału przemiennego z nałożoną składową stałą „AC+DC”,
to przez jedno z wyjść jest
wyprowadzana składowa stała („DC”), a przez drugie –
składowa przemienna („AC”).
Wyświetlacz amperomierza
wskazuje wtedy wartość składowej stałej („DC”).
W amperomierzu 3290-10 wyjścia „OUT1” i „OUT2” mają nieco inne przeznaczenie. Przez wyjście „OUT1” można wysyłać dane
przebiegu zarówno w trybach
„REC”, jak i „MON”. Gdy amperomierz mierzy sygnał przemienny („AC”) lub z nałożoną składową
stałą („AC+DC”), to wartość skuteczna przebiegu jest przekształcana na wartość stałą, a użytkownik
może zmieniać szybkość odpowiedzi amperomierza (trzy stopnie).
Przez wyjście „OUT2” oznaczone symbolem „INTEGRAL” wyprowadza się dane scałkowane
z możliwością wyboru całki dodatniej lub ujemnej.
Zasilanie
Amperomierz 3290 można
zasilać napięciem stałym 6 V
z czterech baterii LR6 lub zewnętrznego zasilacza sieciowego. Do amperomierza 3290-10
można ponadto dołączyć zewnętrzne źródło zasilania napięciem stałym z zakresu od 8,4
do 15,6 V, czyli np. akumulator
samochodowy. Maksymalny czas
pracy ciągłej przy zasilaniu obu
amperomierzy z baterii alkalicznych nie przekracza 22 h.
Bieżący stan baterii wskazuje
liczba rozświetlonych segmentów analogowego bargrafu. Gdy
bateria rozładuje się, to na wyświetlaczu pojawia się odpowiedni symbol i trzy razy włącza
się krótki sygnał dźwiękowy. Jeśli
amperomierz jest dalej używany, to wyłącza się automatycznie, a na wyświetlaczu pojawia
się komunikat „Batt Lo”.
Wymiary, masa,
wyposażenie
Oba amperomierze mają wymiary 155x98x47 mm i masę
ok. 545 g. Producent dostarcza
wraz z nimi pasek do przenoszenia oraz cztery baterie alkaliczne
LR6. Jako wyposażenie opcjonalne można dokupić trzy rodzaje cęgowych przystawek prądowych (bez chociażby jednej
z nich, amperomierz nie będzie
działał), zasilacz sieciowy 944503, przewód wyjściowy 9094
oraz neseser 9400 (fot. 3).
Cęgowe przystawki
prądowe
Amperomierz sam wykrywa typ dołączonej przystawki
i automatycznie dobiera do niej
wartość przekładni (mV/A), zależnie od podzakresu włączonego przełącznikiem znajdującym się na jego płycie czołowej.
Przystawki współpracujące z amperomierzami 3290 i 3290-10
przekształcają mierzony prąd
na napięcie, a amperomierz
sam przelicza zmierzone napięcie na prąd i wynik w jednostkach prądu (amperach) wyprowadza na wyświetlacz.
Do pomiaru małych prądów
przeznaczono przystawkę cęgową 9691. Znamionowy prąd
skuteczny tej przystawki wynosi 100 A, a szczytowy 150 A.
Używa się jej na podzakresach 20 i 200 A amperomierza. Pasmo pomiaru, ze spadkiem -3 dB, rozciąga się od DC
do 10 Hz. Maksymalna średnica
przewodu obejmowanego przez
cęgi wynosi 35 mm.
Nieco mniejszy otwór cęgów
(30 mm) ma przystawka 9692.
Przeznaczono ją do pomiaru prądów o wartości skutecznej do
200 A i szczytowej do 300 A,
na podzakresach 20 i 200 A amperomierza. Pasmo pomiaru wynosi
od DC do 20 kHz (-3 dB).
Trzecią przystawkę 9693 mierzy się prądy duże, tj. o wartościach skutecznych do 2000 A
(szczytowych do 2840 A) w paśmie od DC do 15 kHz (-3 dB).
Przystawka współpracuje z podzakresami 200 i 2000 A amperomierza. Jej cęgami można objąć przewód o średnicy
do 55 mm.
■
mgr inż. Leszek Halicki,
LABIMED ELECTRONICS
67