Hoe werken ampèremeters?

Ampèremeters, of eenvoudiger "ampèremeters", zijn instrumenten die elektrische stroom meten. Er zijn twee soorten ampèremeters, die met een traditioneel analoog naaldontwerp, en nieuwere solid-state meters met digitale uitlezingen. Meters van elk type reageren inherent op directe stroom, of alleen DC, maar met extra circuits kan ook wisselstroom of AC worden gemeten.

Analoge meters

Het hart van een analoge meter is een galvanometer, een gevoelig instrument met een beweegbare draadspoel die is aangesloten op de ingangsklemmen. De spoel produceert een magnetisch veld van de elektrische stroom die er doorheen loopt, en dit magnetische veld reageert met een tweede veld, meestal van een permanente magneet in de meter. Een veer gaat het koppel tegen dat ontstaat door de interactie van de twee magnetische velden. Naarmate de stroom toeneemt, strekt de veer zich uit in verhouding tot de ingangsstroom, en een naald die aan de spoel is bevestigd, geeft de grootte van de elektrische stroom aan.

bereik

Een galvanometer is erg gevoelig, met een bruikbaar bereik van microampères tot enkele milliampères. Om grotere stroomwaarden af ​​te lezen, gebruikt een analoge ampèremeter een combinatie van serie- en parallelle weerstanden om het bereik van de galvanometer uit te breiden.

Digitale meters

Digitale meters gebruiken solid-state elektronica om de stroom te meten. Hun ontwerpen bestaan ​​uit een digitale voltmeter die is aangesloten op een gekalibreerde stroomshunt. De shunt heeft een zeer kleine weerstand en laat de overgrote meerderheid van de stroom door terwijl de meter de kleine spanning erover afleest. De spanning is evenredig met de stroom die door de shunt loopt, en de voltmeter gebruikt een analoog-naar-digitaalomzetter en andere digitale schakelingen om de spanning om te zetten in een digitale code die de meter kan weergeven als de huidige waarde.

AC-stromen

De richting van de spoelafbuiging in een galvanometer hangt af van de polariteit van de aangelegde stroom, dus wisselstromen die voortdurend van richting veranderen, worden niet geregistreerd. Om ervoor te zorgen dat een stroommeter AC kan lezen, moet deze een gelijkrichtbrugcircuit hebben om de ingangsstroom naar DC om te zetten. Met deze toevoeging gebeurt de afbuiging altijd in dezelfde richting, ongeacht de aangelegde stroompolariteit. Digitale meterstanden zijn ook afhankelijk van de stroomrichting, dus ook zij gebruiken gelijkrichters om wisselstroom te lezen.

Klemmeters

Ampèremeters worden meestal rechtstreeks aangesloten op de stroompaden die ze meten, maar sommige meters hebben klemsondes waarmee u metingen kunt uitvoeren zonder het circuit dat u aan het meten bent te onderbreken. Een stroomtang is niet zo nauwkeurig als een meter die is aangesloten op een circuit, maar kan handig zijn voor eenmalige metingen of wanneer de stroom- of spanningsniveaus extreem zijn. Sommige klemsondes gebruiken magnetische koppeling in het meetcircuit, dus ze werken alleen voor wisselstroom, terwijl andere Hall-effectsensoren gebruiken die reageren op gelijkstroom.