Амперметры

Цифровые амперметры – это устройства, предназначенные для измерения силы тока в электрических цепях постоянного или переменного напряжения.

Назначение амперметров

Амперметр представляет собой прибор для измерения силы тока. Свое название устройство получило от единицы измерения тока, которой является ампер. Амперметры имеют небольшой корпус и предназначены для установки в щитовых или операторских. Монтаж, в зависимости от конкретного прибора, может быть выполнен на дверце шкафа или на DIN-рейку.

Вывод информации амперметром зависит от типа и принципа действия конкретного устройства и может быть в виде шкалы со стрелкой, цифрового табло, гистограммы и др.

Модельный ряд измерителей тока

Модель	Диапазон измерения	Напряжение питания	Входы	Выходы
M4N	0…200 мА DC или AC зависит от модели	5В DC или 12…24В DC	1 вход подключения	–
M4Y/M4W/M5W/M4M	0…200 мА DC или AC зависит от модели	зависит от модели: 110/220В AC при 50/60Гц или 100…240В AC при 50/60Гц; 100…240В AC при 50/60Гц; 5В DC или 24…70В DC; 24…70В DC;	1 вход подключения	до 2х реле 250В AC при 3А
MT4N	до 500мA DC, до 5A AC	12…24В AC/DC или 100…240В AC	4 входа подключения	реле 125В AC при 0,3А или 30В DC при 1А; ОК NPN/PNP 12…24В DC при 50мА; аналоговый выход 4…20мА интерфейс RS485
MT4Y/MT4W	до 500мA DC, до 5A AC	100…240В AC при 50/60Гц или 12…24В DC	4 входа подключения	реле 250В AC 3А или 30В DC 3А и/или открытый коллектор 12…24В DC 50мА в различном сочетании; дополнительный выход: интерфейс RS485, открытый коллектор 12…24В DC 50мА или аналоговый по току 4…20мА
MX4W	до 5A DC, до 5A AC	24…240В AC, 50/60 Гц; 24…240В DC	3 входа подключения	Индикатор, NPN открытый коллектор, PNP открытый коллектор

Виды амперметров

Амперметр не является универсальным устройством и делится на группы по принципу действия, виду и т.д. Одним из основных разделений является вид напряжения в контролируемой электрической цепи, который может быть постоянным или переменным.

Следующим разделением является тип амперметра, который может быть цифровым или аналоговым. В настоящее время, оба типа приборов используются во многих отраслях человеческой деятельности, при этом имеется тенденция постепенного вытеснения цифровыми устройствами аналоговых. Рассмотрим каждый из типов.

Аналоговый амперметр преобразует силу тока в перемещение стрелки на градуированной шкале. Такие устройства разделяются по принципу действия, от которого зависит универсальность, точность, надежность и быстрота приборов. Существует 4 основных вида аналоговых амперметров:

• магнитоэлектрические;
• электромагнитные;
• электродинамические;
• ферродинамические.

Рассмотрим особенности аналоговых амперметров различного принципа действия:

• Магнитоэлектрические − измерения происходят за счет контроля движения подвижной катушки, на которую действует магнитное поле. Основными достоинствами являются экономичность, чувствительность и точность. К недостаткам следует отнести сложность внутренней конструкции и наличие движущихся элементов, а также возможность работы только в цепях постоянного тока.
• Электромагнитные − значения протекающего тока коррелируются со степенью втягивания специальной пластинки внутрь неподвижной катушки под действием магнитного поля. Такие амперметры простого внутреннего устройства, а также меньшей чувствительности и точности. При этом главным достоинством является универсальность применения в электрических цепях любого вида напряжения.
• Электродинамические − имеют в своей конструкции подвижные и неподвижные катушки, которые при взаимодействии измеряют силу тока. Такие приборы универсальны и могут работать как с постоянным, так и с переменным напряжением с хорошей точностью. Особенностью применения электродинамических амперметров является высокая чувствительность к помехам. Для решения этой проблемы используют различные виды экранирования.
• Ферродинамические − имеют наибольшую точность измерений. Не подвержены воздействию посторонних электрических полей. Также имеют достаточно простую конструкцию и высокую надежность. Работаю с любым видом напряжения. 

Цифровой амперметр преобразует силу тока с помощью встроенного АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) в цифровые значения, которые могут быть выведены на дисплей или переданы на другое устройство с помощью выходного сигнала. Для измерения больших значения тока, данный тип приборов применяется совместно с понижающими измерительными трансформаторами.

Преимущества цифровых амперметров

Цифровые амперметры применяются во многих отраслях промышленности и постепенно вытесняют аналоговые устройства. Связано это со следующими преимуществами:

• Отличные метрологические показатели.
• Высокая надежность измерений.
• Устойчивость к помехам.
• Меньшие габаритные размеры.
• Простая установка и настройка.
• Широкие диапазоны измерения за счет возможности работы с трансформаторами тока.
• Наличие функций по преобразованию сигнала и его передаче.
• Устойчивость к вибрациям и другим небольшим механическим нагрузкам.

Конструктивные особенности и работа измерителей тока

Конструкция щитовых цифровых амперметров не содержит каких-либо движимых частей, что позволяет спокойно выдерживать небольшие механические нагрузки, удары или вибрации. Также такие приборы можно устанавливать как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости. Это позволяет применять цифровые амперметры не только в щитовых, но и в полевых условиях.

Применение амперметров

Амперметры имеют огромное количество применений во всех отраслях промышленности и гражданской сфере. Из основных задач, выполняемых устройствами измерения тока, следует выделить:

• Контроль нагрузки силового оборудования − по показаниям амперметра можно судить о загруженности силовых агрегатов на предприятии и принимать меры по снижению нагрузки. Это особенно важно на предприятиях, где используются конвейерные линии, насосное оборудование и т.п. Также по показаниям тока можно судить о состоянии механизмов и предотвратить крупные поломки оборудования.
• Измерение токовых сигналов от датчиков − в данной задаче амперметры выступают в роли вторичного прибора, который преобразует показания от полевых датчиков в читаемый вид.
• Контроль токов в лабораторных и испытательных установках − используется для проверки исправности различного электротехнического оборудования.

Щитовые амперметры применяются во многих отраслях промышленности, например:

• Химическая и нефтехимическая промышленность.
• Теплоснабжение и энергетика.
• Деревообрабатывающая промышленность.
• Пищевые и фармацевтические производства.
• Горнодобывающая промышленность и др.

Нормативные документы

Изготовление и применение амперметров регламентируется следующими стандартами и правилами:

• ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
• ГОСТ 17516.1-90 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам.
• ГОСТ Р 52319-2005 Безопасность электрического оборудования для измерения, управления и лабораторного применения. Часть 1. Общие требования.
• НПБ 247-97 Электронные изделия. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний.
• ГОСТ Р 51522-99 Совместимость технических средств электромагнитная. Электрическое оборудование для измерения, управления и лабораторного применения. Требования и методы испытаний.