Dlaczego zakres niskiego prądu na amperomierzu (200mA) jest stopiony, a nie zakres 20A?
Niedawno straciłem multimetr, ponieważ przez pomyłkę podłączyłem amperomierz równolegle do źródła zasilania.
Wszystkich amperomierzy, których nie mam bezpiecznika na linii 20A, nawet tych rzekomo odpornych w moich uniwersyteckich laboratoriach.
Odpowiedzi:
Jak mówi pan Lathrop, bezpiecznik powoduje dodatkowe koszty i dodatkowy spadek napięcia. Jeszcze większym problemem jest to, że bezpieczniki nie są zbyt dobre w ochronie obwodów. Aby gniazdo bezpiecznika 200mA było przydatne, amperomierz musi być w stanie konsekwentnie przetrwać znaczny stan przetężenia w czasie, w którym bezpiecznik musi się przepalić. Przy zakresie 200mA to chyba nie jest zbyt trudne. Przy zakresie 10A jest o wiele trudniej. O ile bocznik prądowy 10A nie zostanie znacznie przeprojektowany, prawdopodobnie zostanie uszkodzony przez jakiekolwiek warunki przeciążenia wystarczające do przepalenia bezpiecznika 10A. Co więcej, większość mierników została zaprojektowana zgodnie z filozofią, że wykonywanie niedokładnych pomiarów jest gorsze niż odmawianie ich.
Domyślam się, że w praktyce większość amperomierzy jest wystarczająco dobrze zespolona wewnętrznie, aby po podłączeniu bezpośrednio do domowej sieci zasilającej zwykle przed otwarciem uległy przerwaniu. Co więcej, nie zdziwiłbym się, gdyby obwód odczytu i pomiaru napięcia był wystarczająco odizolowany od nieoczekiwanego stanu, że nie zostałby uszkodzony elektrycznie. Z drugiej strony, o ile bieżący bocznik nie zostanie fizycznie odizolowany od wszystkiego innego, inne obwody mogą nadal zostać uszkodzone przez stopiony lub odparowany materiał z bocznika. I oczywiście „ zwykle ” nie oznacza „niezawodnie”.
Dobrej jakości multimetry mają bezpieczniki i inne zabezpieczenia nadprądowe we wszystkich swoich zakresach prądowych.
Na przykład multimetry Fluke mogą normalnie przetrwać po podłączeniu do 250 V prądu przemiennego w ich obecnych zakresach pomiarowych
F87-V
F77-IV Należy pamiętać o osobnych bezpiecznikach o wysokiej odporności na zerwanie (HRC) dla wejść 10 A i 400 mA.
Niektóre tanie multimetry pomijają te zabezpieczenia jako środek oszczędnościowy.
Zobacz Multimetry, które wydają się nie spełniać swoich specyfikacji bezpieczeństwa.
Bezpiecznik może powodować pewien spadek napięcia przy dużych prądach, a na pewno zwiększa koszty. Weź pod uwagę, że kosztem jest nie tylko sam bezpiecznik, który w rzeczywistości jest dość tani, ale uchwyt, sposób, w jaki użytkownik może uzyskać do niego dostęp itp. Jest to w zasadzie kompromis koszt / jakość.
Niektóre amperomierze mają bezpieczniki o najwyższych ustawieniach prądu.
Dodanie bezpiecznego i skutecznego stopienia do licznika nie jest tanie. Dopóki nie przekroczysz 100 USD za detaliczny koszt licznika, nie możesz sobie pozwolić na prawidłowe wykonanie tego pomiaru.
Oto atrybuty, których wymagamy do właściwego stopienia w ręcznym DMM klasy przemysłowej:
Musisz tutaj użyć drogiego bezpiecznika HRC , który kosztuje 6-10 USD każdy w ilości 1 tys. (Wysokiej klasy multimetry cyfrowe nie są towarami o dużej objętości.) Stosunek kosztu BOM do kosztu detalicznego jest czynnikiem 3-5 dla produktów przemysłowych takich jak DMM, więc sama ta część dodaje 20-30 USD do kosztu detalicznego licznika, dzięki czemu jest to jedna z najdroższych części, jeśli chcesz bezpiecznie i skutecznie połączyć się z DMM.
(W świecie, w którym DMM za 10 USD są poważnie brane pod uwagę w przypadku niektórych aplikacji).
Nie możesz użyć taniego bezpiecznika, który zwykle tu widzisz, z wielu powodów:
Tanie bezpieczniki nie zawierają wybuchu energii. Bezpiecznik nie jest w stanie uratować miernika przed skokiem 100 A, jeśli w ten sposób wyrzuca gorący żużel na płytkę drukowaną, łącząc odległe punkty, tak że miernik uwalnia swój magiczny dym zaraz po wymianie uszkodzonego bezpiecznika.
Kilka bezpieczników jest trzymanych w dłoni, podczas gdy bezpiecznik siedzi tam i decyduje, czy wybuchnąć, czy nie. Kiedy podłączysz swój ręczny miernik 10A do urządzenia, które ma się nie powieść, rzucając skok 100A w swoje punkty pomiarowe, naprawdę naprawdę potrzebujesz bezpiecznika, aby szybko i bezpiecznie zawalił się.
Tanie bezpieczniki są przeznaczone do zastosowań, w których normalny prąd w stanie ustalonym jest znany z góry, a zatem potrzebujemy tylko odrobiny marginesu powyżej tej wartości, a także może nieco mocy udarowej, aby umożliwić prąd rozruchowy przy rozruchu .
Nie używamy DMM w ten sposób. Nawet gdy prawidłowo używamy DMM, celowo podłączamy je do nieznanych prądów i źródeł napięcia, ponieważ używamy ich do nauki tych wartości. Kiedy niewłaściwie stosujemy DMM, na przykład w przypadku, gdy upuściłeś miernik prądu - prawie całkowity brak - na zasilacz, potrzebujemy miernika, aby najpierw chronić użytkownika, a on sam.
Tanie bezpieczniki są zwykle zawodne. W końcu są zaprojektowane, by się złamać.
W projektowaniu sprzętu jest stary żart: najdroższa część na płytce drukowanej zawiedzie najpierw w celu ochrony bezpiecznika. Musisz użyć naprawdę dobrych bezpieczników, aby przerzucić ten żart, aby uzyskać prawdę, z którą jesteś gotów żyć.
Klipy potrzebne do bezpieczników HRC nie są darmowe. Kosztują około 30 centów ilościowo za parę, co dodaje 2-3 USD do detalicznego kosztu licznika, jeśli dodamy drugi zestaw.
Należy pamiętać, że wyróżniamy się tutaj od dolnego końca, w którym masz dwa metry wiszące na kołku w sklepie ze sprzętem, jeden oznaczony 9,95 USD, a drugi 11,95 USD, a pierwszy sprzedaje drugi, ponieważ hej, dwa dolce!
Bezpiecznik HRC ogranicza energię kinetyczną awarii w korpusie bezpiecznika, ale musimy również ograniczyć energię elektryczną. Rodzaj miernika z bezpiecznikiem HRC lub dwoma w środku jest oceniany do testów kategorii III lub IV . Oznacza to napięcia przejściowe tysięcy woltów i skutecznie nieograniczone prądy przejściowe.
(„Nieograniczony”, pytasz? Jeśli upuścisz pręt miedziany o rozmiarze 0 na zaciski transformatora słupa mocy, miedź zniknie . To jest tak blisko „nieograniczonego”, jak ma to znaczenie dla naszych celów.)
Przestrzeń potrzebna do ograniczenia tych energii zwiększa koszt licznika.
To prawda, że dodatkowa przestrzeń na PCB i tworzywo sztuczne nie są wysokimi kosztami, ale ponownie wprowadzamy tutaj rozróżnienie w przestrzeni produktu, oddzielając nasz nowy projekt licznika od klasy 10-20 USD. To, co wydajemy tutaj na odrobinę dodatkowej powierzchni PCB i przestrzeni obudowy - zarówno pod względem żywicy, jak i wyższych kosztów większej formy potrzebnej do jej ukształtowania - stanowi znaczną część całkowitego kosztu detalicznego taniego miernika.
Chcemy również wyciąć niektóre szczeliny na płytce drukowanej, aby umożliwić wyrzucenie osłon przeciwwybuchowych wytłaczanych ze ściany obudowy. (Zobacz zdjęcia Fluke RedGrittyBrick .) Te osłony przeciwwybuchowe działają jako zapasowe na wypadek awarii bezpiecznika HRC lub wyładowania styków. Wycięcia zastępują również część materiału FR4 PCB powietrzem, który jest znacznie lepszym izolatorem.
Wycinanie płytek drukowanych nie jest bezpłatne, ale największy koszt wiąże się z dodaniem pierwszego, którego już potrzebujemy z innych powodów: wokół gniazd wejściowych, między sekcją wejściową a sekcją pomiarową itp. Jest tylko niewielki dodatkowy koszt dodania kilku kolejnych cięć.
Te dodatkowe koszty są niewielkie; dziesiątki centów.
Ogólnie rzecz biorąc, prawidłowe łączenie dodaje około 30 USD do detalicznego kosztu licznika na zakres. Instalacja z dwoma bezpiecznikami pokazana na zdjęciach Fluke firmy RedGrittyBrick stanowi zatem około 60 USD kosztu detalicznego.
Dlatego miernik klasy przemysłowej za 50 USD nie ma bezpiecznika HRC w obu zakresach prądowych.