Aparatele de măsură, indiferent de tip, sunt instrumente de bază în munca electroniştilor, proiectanţilor, lucrătorilor de mentenanţă, instalatorilor, şi chiar a montatorilor. Cel mai adesea sunt folosite multimetrele, care au o carcasă compactă, comod de utilizat şi, totodată, oferă posibilitatea de măsurare a unor mărimi electrice diverse (chiar şi a unora cum sunt capacitatea sau inductanţa). Există o grupă de echipamente de măsură care completează excelent multimetrele în ceea ce priveşte posibilitatea de măsurare a unor mărimi specifice, parametrii extremi sau modul nestandard de măsurare. Un asemenea aparat este cleştele ampermetric AX-3550 produs de Axiomet (imaginea alăturată), care se află în oferta celui mai mare distribuitor polonez de subansambluri electronice, firma Transfer Multisort Elektronik.
de: Janusz Janicki
Instrumentul AX-3550 este un cleşte ampermetric de putere. În cazul acestui tip de echipament, măsurarea este realizată prin cuprinderea conductorului traversat de curent între fălcile cleştelui, care fac parte integrantă din aparat. Acest cleşte este un fel de circuit magnetic şi funcţionează ca transformatorul de curent. Conform legii lui Ampère, curentul care trece prin cablu determină un câmp magnetic în circuitul magnetic-cleşte.
Măsurarea se realizează cu ajutorul celei de-a doua bobine (cu un număr mai mare de spire), înfăşurată pe circuitul magnetic şi aflată în carcasa aparatului. O scurtă analiză a principiului de funcţionare arată că cleştele ampermetric măsoară mărimile electrice în circuitele de curent alternativ (deşi există soluţii destinate măsurării parametrilor curentului continuu, dar bazate pe un principiu de funcţionare complet diferit). Avantajul acestui aparat de măsură constă în posibilitatea de măsurare a câtorva mărimi electrice diferite şi în eliminarea necesităţii de întrerupere a circuitului la măsurarea curentului (şi a puterii), care poate fi dificilă, poate lua mult timp şi poate fi chiar periculoasă.
Aparatul de măsură AX-3550 este destinat măsurării puterii active, reactive, aparente şi a factorului de putere cosφ în circuitele monofazate şi trifazate.
Puterea activă este puterea primită de receptor de la sursă şi transformată în alt tip de energie. Această putere apare în circuit în cazul receptoarelor cu un caracter pur rezistiv. În schimb puterea reactivă este cea care, pe durata unei funcţionări normale, trece între sursă şi receptor în ambele părţi (nu este transformată în receptor). Această putere apare în cazul receptoarelor inductive şi capacitive.
Puterea aparentă este o putere ocazională a circuitului, văzută dinspre sursă, care este suma vectorială a primelor două puteri. Dependenţa dintre diferitele puteri este indicată în figura nr. 1, care prezintă triunghiul puterilor. Pe triunghi este prezentat şi un alt parametru legat de puteri: factorul de putere cosφ. Puterea reactivă nu este transformată într-un alt tip de energie în receptor şi trecerea ei prin circuit (concret, fluxul curenţilor legaţi de aceasta) determină pierderi pe rezistenţele diferite de zero ale conductoarelor. De aceea, se tinde spre reducerea la maximum a prezenţei puterii reactive în circuit (cosφ →1), fapt care are, bineînţeles, o importanţă specială în cazul sarcinilor inductive (motoare) şi capacitive.
Aparatul AX-3550 măsoară şi mărimile legate de măsurarea puterii, curentul şi tensiunea alternative (valori efective), energia activă, unghiul de defazaj între tensiune şi curent φ şi frecvenţa semnalelor măsurate. Toate mărimile care pot fi măsurate cu ajutorul aparatului AX-3550 sunt detaliate în tabelul nr. 1.
Aparatul AX-3550, ca multe alte aparate digitale moderne, este prevăzut cu funcţii specifice care facilitează măsurarea:
• funcţie de menţinere a rezultatului măsurătorii pe ecran (HOLD),
• funcţie de salvare a rezultatului măsurătorii în memorie (SAVE) şi de afişare a rezultatului din memorie (MR),
• funcţie de înregistrare a valorii maxime şi minime (MAX/MIN),
• afişaj tip bargraf – indicator digital care simulează afişarea analogică, util pentru măsurătorile rapide şi foarte aproximative, dar şi pentru măsurarea parametrilor variabili.
Pe afişajul tip bargraf pot fi citite domeniul şi direcţia modificărilor mult mai uşor decât pe afişajul digital.
şi funcţii specifice pentru echipamentul descris:
• însumarea puterilor diferitelor faze (Σ),
• alegerea fazelor şi a sumei acestora (SEL),
• aducerea la zero a contorului de energie (CLEAR)
În figura 2 sunt prezentate câteva accesorii ale aparatului de măsură AX-3550. În afară de sondele, clemele crocodil şi cablurile de măsurare prezentate, în set se mai află: etui pentru aparat, care poate fi purtat pe umăr sau la curea, cablu USB pentru conectare la computer, CD cu driverele şi programul pentru descărcarea şi prelucrarea rezultatelor măsurătorilor, precum şi instrucţiuni de utilizare în limbile polonă şi engleză.
A venit timpul să trecem la aspecte mai practice. Vă voi prezenta, pe scurt, metoda de măsurare a fiecărei mărimi. În figura 3, se poate vedea butonul selector destinat alegerii mărimii măsurate.
• Măsurarea tensiunii – conectarea se realizează în mod clasic, folosind bornele L1 şi COM. Butonul selector de funcţii trebuie reglat la VAC. În figura 4 apare rezultatul măsurării tensiunii (valoare efectivă) de la reţeaua de energie electrică, iar pe rândul de jos este afişată frecvenţa semnalului măsurat.
• Măsurarea curentului – cuprindem în cleşte conductorul testat şi reglăm butonul selector de funcţii la AAC. Reţineţi că între fălcile cleştelui trebuie să se afle un singur conductor din circuitul de curent respectiv (dat fiind principiul de funcţionare al aparatului). Figura 5 arată rezultatul măsurării curentului (valoare efectivă) care ajunge la receptor, iar mai jos este afişată şi valoarea tensiunii dintre punctele în care au fost aplicate sondele de măsurare.
• Măsurarea puterii active – conectăm bornele ca la măsurarea tensiunii şi cuprindem în cleşte conductorul testat.
Reglăm butonul selector de funcţii în poziţia kW. Figura 6 arată rezultatul măsurării puterii unui ceainic fără fir şi unghiul de defazaj între tensiune şi curent (PG).
• Măsurarea puterii reactive şi aparente – pregătirile de măsurare ca mai sus. Reglăm butonul selector de funcţii în poziţia kVAr (reactivă) sau kVA (aparentă). Pe afişaj vor apărea întotdeauna ambele puteri menţionate, iar funcţia aleasă va decide valoarea care se va afla pe rândul de sus.
• Măsurarea factorului de putere cosφ – pregătirile de măsurare ca mai sus. Reglăm butonul selector de funcţii în poziţia cosθ. Figurile 7 şi 8 prezintă rezultatele măsurării puterii reactive (kVAr), aparente (kVA), factorului de putere (PF) şi a unghiului de defazaj între curent şi tensiune (PG) pentru un aspirator în funcţiune.
• Măsurarea energiei active – pregătirile de măsurare ca în cazul măsurării puterii.
Pe afişaj va apărea valoarea puterii în KWh şi durata măsurătorii.
Figura 9 este un exemplu de rezultat al măsurării energiei necesare pentru fierberea apei într-un ceainic fără fir aproape plin.
Aşa cum am mai spus, aparatul de măsură AX-3550 are posibilitatea de conectare la computer şi de transmitere a rezultatelor măsurătorilor în programul aflat pe CD-ul ataşat. Comunicaţia se desfăşoară prin portul USB şi, dinspre aparatul de măsură, are un caracter optic. Astfel, există o izolaţie galvanică a pistei de transmisie de la circuitele de măsurare ale aparatului, care garantează siguranţa conectării la computer pe durata măsurării unor tensiuni şi curenţi mai mari. Vă prezint mai jos un print screen al ferestrelor programului.
Măsurătorile efectuate pot fi transmise către aplicaţie în timp real sau din memoria aparatului de măsură, prin apăsarea butonului USB de pe echipament. Programul este alcătuit din două ferestre: o fereastră cu lista de valori şi o fereastră de caracteristici. Valorile din listă pot fi salvate, printate sau exportate către o foaie de calcul Excel. Fereastra de alături prezintă caracteristicile diferitelor valori, trasate pe baza valorilor măsurate. În această fereastră putem observa variaţia diagramelor, putem schimba scara şi putem printa aceste caracteristici. Aparatul de măsură AX-3550 pe care l-am testat este un echipament modern, multifuncţional, care asigură confort şi oferă siguranţă în efectuarea măsurătorilor. Este unul dintre cele 120.000 de produse demne de recomandat din catalogul firmei Transfer Multisort Elektronik.
Pentru mai multe informații accesați www.tme.ro şi www.axiomet.eu
Surse:
www.elektroda.pl/rtvforum/topic1547427.html
www.fachowyelektryk.pl/index.php/porady/pomiary/1390-mierniki-cegowe.html
Instrucţiuni de utilizare AX-3550