کلمپ آمپرمتر یک دستگاه تست الکتریکی است که از ترکیب یک مولتی متر به عنوان پایه و بیس دستگاه به همراه یک سنسور اندازه گیری جریان تشکیل شده است. قسمت سنسور اندازه گیری جریان به صورت یک گیره است که به دور سیم هادی جریان حلقه می شود و می تواند جریان را اندازه گیری کند. در این دستگاه به کمک پراب ها نیز ولتاژ و سایر پارامتر های الکتریکی اندازه گیری می شود.  

کلمپ آمپر متر، آمپرمتر چنگکی دستگاهی برای اندازه گیری جریان الکتریکی (AC یا DC ) بدون قطع کابل می باشد. در روش سنتی با استفاده از مولتی متر یا آوومتر باید بخشی از کابل که جریان عبوری از آن مدنظر باشد، جدا می شود و مولتیمتر بصورت سری در مدار قرار می گیرد و سپس میزان جریان برحسب میکرو آمپر، میلی آمپر و آمپر ماکزیمم تا 20A نمایش داده می شود اما در این روش بدون نیاز به قطع کابل، کلمپ یا چنگک آمپر متر را دور کابل می اندازند و جریان را مشاهده می کنند با این تفاوت که محدوده اندازه گیری جریان در این مدل کلامپ ها، در محدوده های 100A، 1000A و حتی 3000A.

کلمپ یا کلمپ متر در یک انبرک است که در اغلب موارد دارای یک یا دو فک متحرک است اغلب کلمپ متر های رایج یک شاسی دارند که با فشار دادن این شاسی دهانه کلمپ باز شده و سیم حامل جریان در بین دو فک کلمپ قرار می گیرد. پس از از قرار گرفتن سیم حامل جریان در کلمپ و بسته شدن کامل فک های کلمپ می توانید جریان عبوری از سیم حامل جریان را مشاهده نمایید. فک کلمپ مترها در حقیقت دارای یک هسته ( معمولا آهنی یا فریتی )  است که با بسته شدن فک ها تشکیل یک حلقه بسته می دهد و میدان مغناطیسی اطراف سیم حامل جریان که ناشی از جریان الکترون ها در سیم است، در این حلقه القا شده و بدینوسیله تشخیص می دهند که جریان عبور از سیم چه میزان است.

اندازه گیری جریان AC :

نحوه محاسبه جریان در کلمپ های AC بر اساس قواعد ترانسفورماتور جریان (CT) می باشد. ترانسفورماتور جریان با استفاده از شار مغناطیسی تولید شده بر اثر عبور جریان از رسانا، جریانی تولید می کند که این جریان متناسب با جریان عبوری از رسانا یا همان کابل مربوطه است. جریان ثانویه توسط مدار اندازه گیر که به سیم پیچ ترانس متصل است، محاسبه می گردد؛ جریان تحت تست برابر است با حاصل تقسیم جریان ثانویه بر تعداد دور سیم پیچ ترانسفورماتور. 

اندازه گیری جریان AC/DC :

جهت اندازه گیری جریان DC از سنسور اثر هال جهت تشخیص جریان استفاده می گردد؛ زیرا امکان القای الکترومغناطیسی در کلمپ های AC ( تیتر قبل) وجود ندارد. سنسور اثر هال در میان دهانه ترانسفورماتور قرار داده می شود. زمانی که جریان شار مغناطیسی متناسب با جریان AC یا DC اولیه ایجاد می گردد، سنسور هال شار مغناطیسی را تشخیص می دهد و خروجی آن بصورت ولتاژ خواهد بود.

سنسور اثر هال : این سنسور یک نیمه هادی میباشد. زمانی که جریان اولیه به ترمینال ورودی اعمال می گردد، ولتاژی متناسب با جریان اولیه و میدان مغناطیسی ایجاد شده در ترمینال خروجی، تولید می گردد.

آمپرمتر کلمپی ( آمپرمتر انبری ) چیست؟

آمپرمتر کلمپی از جمله دستگاه های اندازه گیری در صنعت برق و الکترونیک جهت اندازه گیری مقدار جریان عبوری در مدارات الکتریکی در مقیاس آمپر می باشد. این نوع دستگاه  در انواع میلی آمپرمتر و میکرو آمپرمتر جهت کاربرد های مختلف تولید می شوند. از آن‌ جا که واحد جریان الکتریکی، آمپر است، نام آمپرمتر برای تجهیزی که جریان الکتریکی را اندازه می‌گیرد،انتخاب شده‌است.این نوع تجهیز الکتریکی با امپدانس کم و به صورت سری در مدار قرار می‌گیرد تا جریان مدار را در همان شاخه‌ای که در آن قرار گرفته‌است با افت ولتاژ کم و دقت بالا اندازه بگیرد.

آمپرمترها را در دو نوع آنالوگ و دیجیتال می‌شناسیم. نوع آنالوگ با صفحه‌ی مدرج و عقربه‌ای خود حاصل اندازه‌گیری را به کاربر نشان می‌دهد و آمپرمترهای دیجیتال می‌توانند با محاسبات ریاضی به صورت دقیق‌تر و در واحدهای کوچک‌تری مانند میلی‌آمپر و میکروآمپر، آمپراژ مدار را نشان دهند. اگرچه انواع مختلف مولتی‌مترها به خوبی جواب‌گوی نیازهای سبک آزمایشگاهی و دانشجویی هستند اما با افزایش مقدار جریان و کاربردهای صنعتی و برق قدرت باید به دنبال مدل‌هایی که تحمل جریان بالاتر را دارند رفت. برخی از انواع آمپرمتر انبری می‌توانند تا چند هزار آمپر را اندازه‌گیری کنند.

آمپرمترها را بر اساس نحوه‌ی ساخت آن‌ها به چند نوع اصلی تقسیم می‌کنند؟

•  آمپرمتر با سیم ‌پیچ مغناطیسی متحرک: در این نوع آمپرمتر با عبور جریان از یک رسانا در میدان مغناطیس دائم، انرژی مکانیکی تولید شده که در صورت اتصال به یک عقربه‌ی متحرک در صفحه‌ی مدرج می‌توان شدت جریان را اندازه گرفت. این نوع از آمپرمتر به دلیل خطی بودن نسبت به جریان فقط قادر به اندازه‌گیری جریان‌های DC است تا جهت عقربه همواره عددی مثبت باشد. از مزایای آن می‎توان به خطی بودن، اتلاف انرژی کم و دقت بالا اشاره کرد.

•  آمپرمتر با آهن متحرک: در این نوع که می‌توان هم برای جریان AC و هم برای DC استفاده کرد، گشتاور مکانیکی با جریان عبوری از سیم‌پیچ رابطه درجه ۲ دارد بنابراین جهت عقربه همواره مثبت است.

•  آمپرمتر الکترودینامیکی: در این مدل آمپرمتر، عنصر متحرک در میدان الکترومغناطیسی قرار می‌گیرد که از رد شدن جریان از دو سیم‌پیچ مقابل هم شکل گرفته‌است، به این ترتیب قادر به اندازه‌گیری جریان‌های مستقیم DC و غیر مستقیم AC است.

• آمپرمتر یکسوکننده: نوع دیگری از آمپرمترها که مجهز به ترانسفورماتور جریان و یک مدار یکسوکننده است وجود دارند که می‌توانند جریان AC را در فرکانس‌های بالا اندازه بگیرند. در این آمپرمترها، جریان ثانویه به مراتب کوچک‌تر از جریان اولیه است و در مسیر خود از یک مدار یکسوکننده عبور می‌کند.

انواع کلمپ مترها:

• ←     کلمپ جریان AC : قابلیت اندازه گیری جریان تا 1000 آمپر، قطر دهانه کلمپ یا قطر کابل اندازه گیری بطور مثال 46 میلی متر
• ←     کلمپ های AC/DC : قابلیت اندازه گیری جریان AC/DC تا 200/1000/2000 آمپر، قطر دهانه کلمپ بطور مثال 55 میلی متر
• ←     کلمپ های قابل انعطاف AC : اندازه گیری جریان های بالا تا ماکزیمم 3000 آمپر با استفاده از کلمپ قابل انعطاف. قطر کلمپ فلکسیبل ماکزیمم 19cm
• ←     میلی آمپر متر کلمپی : اندازه گیری دقیق و مقادیر پایین جریان، قطر کلمپ حداکثر 25mm
• ←     کلمپ نشتی جریان : اندازه گیری نشتی جریانAC در کابل با دقت بالا
• ←     مولتی مترها : اندازه گیری همزمان جریان AC/DC، ولتاژ AC/DC، مقاومت و خازن و...
• ←     کلمپ های قدرت یا پاورمتر کلمپی : علاوه بر اندازه گیری جریان و ولتاژ، اندازه گیری توان، PF یا ضریب توان، زاویه فاز و در برخی مدل ها، هارمونیک

  روش استفاده و طرز کار آمپرمتر کلمپی

استفاده از آمپرمتر کلمپی بسیار ساده است. کافی است یکی از سیم‌های حامل جریان را در گیره دستگاه قرار دهیم، این گیره درواقع سیم‌پیچ ثانویه است و سیم برق عبوری از میان آن، سیم پیچ اولیه. بنابراین سیم برق مورد نظر ما جریان خود را به علت قوانین الکترومغناطیسی به نسبت n به ۱ (n همان تعداد سیم‌پیچ ثانویه است که تعداد آن را می‌دانیم.) در سیم‌پیچ ثانویه القا می‌کند و دستگاه با در نظر گرفتن این نسبت، جریان سیم عبوری را نمایش می‌دهد. اگر تمام یک کابل برق را در گیره قرار دهیم، جریان عبوری از یک رشته‌سیم به علت آن‌که در خلاف جهت جریان عبوری سیم دیگر قرار دارد، یک‌دیگر را خنثی نموده و نمایشگر مقدار صفر را به‌عنوان آمپراژ جریان نشان می‌دهد.

آمپرمتر دیجیتالی

آمپرمترهای دیجیتال جیبی که با قرارگیری به‌صورت سری در مدار اندازه‌گیری و محاسبات خود را انجام می‎دهند، دقت بالاتری مخصوصا در جریان‌ DC دارند و نیازی به کالیبره شدن مکرر نیست. علاوه بر آن این تجهیزات ارزان‌ قیمت، بدون نیاز به انجام محاسبات و به‌ صورت مستقیم می‌توانند جریان را اندازه‌گیری کرده و تا دقت بالایی در خروجی نشان دهند. طرز کار آمپرمتر دیجیتالی را باید با استفاده از قوانین اتصال سری در مدار قرار داده و عدد نمایشگر را بخوانیم. این نوع از آمپرمترها معمولا محدوده‌ی جریان‌های کوچکتری را پوشش می‌دهند اما قیمت ارزان‌تر و دقت بالاتری در نمایش دارند.

  اساس کار آمپرمتر کلمپی

اساس کار این نوع دستگاه ها بر مبنای مقایسه است امواج مغناطیسی تولیدشده از عبور جریان درکابل را سنسورهای اثرهال دریافت کرده وسپس ولتاژ خروجی سنسورهال توسط مبدل ADC تبدیل به ارقام شده تا در صفحه نمایشگر مقدار آمپر نمایش داده شود.

آیا مولتی متر کلمپی روشی بهتر برای اندازه گیری جریان است؟

در روش های متداول، معمولا مقادیر شدت جریان را توسط مولتی متر اندازه گیری می کنند ولی این روش دارای مشکلاتی از جمله محدودیت در اندازه گیری جریان های بیش از ۱۰ آمپر و همچنین ناگزیر به قطع مدار جهت قرار گرفتن مولتی متر بصورت سری در مدار هستیم. اما بهترین روش جهت اندازه گیری جریان الکتریکی استفاده از مولتی متر کلمپی یا همان آمپرمتر انبری است چرا که هم می توانند جریان های بالا در برخی موارد تا ۳۰۰۰ آمپر را بسنجند هم اینکه هنگام اندازه گیری مجبور به قطع مدار نیستیم.

مهم ترین ویژگی های مولتی متر کلمپی چیست؟

• توانایی اندازه گیری انواع جریان مستقیم ( DC )
• توانایی اندازه گیری انواع جریان متناوب ( AC )
• مقدار اندازه گیری حداقل جریان
• مقدار اندازه گیری حداکثر جریان
• سایز حلقه دستگاه آمپرمتر کلمپی
• برخورداری دستگاه از قابلیت True RMS
• دقت اندازه گیری و قدرت نمایش اعشار صفحه نمایشگر
• وسائل جانبی همراه دستگاه
• ایمنی دستگاه در مقابل گرد وغبار و رطوبت
• برخورداری دستگاه از استانداردهای بین المللی

کلمپ متر ها تنها می توانند جریان عبوری از سیم و پارامتر های مربوط به جریان را به شما نشان دهند. اغلب کلمپ های موجود در بازار فقط جریان AC را نمایش می دهند و به علت استفاده از ترانس جریان ( CT ) نمی توانند جریان DC را نمایش دهند، البته این به معنی عدم وجود کلمپ متر های DC نیست، اما کلمپ مترهای DC و AC معمولا قیمت بالاتری نسبت به کلمپ متر های AC دارند. پس در هنگام خرید کلمپ به این نکته توجه فرمایید که کلمپ شما چه نوع جریانی را اندازه گیری می کند. کلمپ های DC معمولا از اثر هال برای اندازه گیری جریان درون حلقه استفاده می نمایند، سنسور های اثر هال ( Hall Effect ) بر خلاف ترانس های جریان ( CT ) هم جریان های AC و هم جریان های DC را می توانند اندازه گیری نمایند. این نوع کلمپ ها، دارای دقت بیشتری نسبت به کلمپ های ترانسی هستند. کلمپ متر ها انواع گوناگونی دارند، بعضی از کلمپ متر ها فقط جریان را اندازه می گیرند، اما بعضی متفاوت ترند و در کنار کلمپ جریان، همانند مولتی متر های معمولی دارای پراب هایی برای اندازه گیری ولتاژ، مقاومت، دما و … نیز هستند. اما در نظر داشته باشید با استفاده از قسمت کلمپ یک کلمپ متر نمی توانید ولتاژ را اندازه گیری نمایید. در صورتی که قصد خرید کلمپ متر دارید سعی کنید کلمپ متر های مرغوب تهیه نمایید و حتما در هنگام خرید دقت مورد نظرتان را تست نمایید زیرا برخی کلمپ متر ها که قیمت ارزانتری دارند، دقت پایینی دارند و نمی توانند جریان های کم را به شما نشان دهند و در صورتی که شما به دقت بالایی برای اندازه گیری جریان نیاز دارید ممکن است نتوانید از کلمپ مترتان به خوبی استفاده نمایید.

آمپرمتر  کلمپی True RMS چیست؟

همان طور که می‌دانید آمپرمترهای کلمپی دیجیتالی رایج در بازار بر اساس میانگین‌گیری از نمونه‌های متعدد جریان، اندازه گیری می کنند. اما اگر جریان ما نوسان زیادی داشته‌باشد یا شکل موج خروجی مدار مربعی ، مثلثی و یا دچار اعوجاج باشد روش میانگین‌گیری روش دقیقی محسوب نمی‌شود. این وضعیت در مواجهه با بارهای غیرخطی در مواردی چون مصارف الکترومکانیکی، صنعتی، برق‌های ولتاژ بالا و روشنایی ساختمان‌ها دیده می‌شود. برای حل این موضوع دستگاه های پیشرفته تولید شدند تا با اندازه‌گیری و محاسبه مقدار RMS واقعی جریان یا ولتاژ به مراتب دقیق‎‌تر از سایر آمپرمترها ی معمولی فراهم کنند. آمپرمتر های True RMS در سیستم هایی مانند درایورهای سرعت متحرک، کنترلرهای موتور، کنترلرهای بورد، سیستم‌های ولتاژ پایین، دیمرهای کنترل فاز، منابع تغذیه، موتورهای صنعتی و… بسیار قابل استفاده می باشد.

 آمپرمتر کلمپی حرفه ای

مزایای آمپرمترهای پیشرفته ویا حرفه ای در دقت اندازه گیری، پایداری دقت در درازمدت، فانکشن LPF مخفف Low Pass Filter جهت حذف امواج نویزمحیط هنگام اندازه گیری، برخوردارای ازاستانداردهای ایمنی CAT III و CATVI ، توانایی تست وات، پاور فاکتور، هارمونیک تستر و… می باشد. مهندسین و تکنسین های با تجربه در صنعت برق و الکترونیک، نام محصولات کمپانی ژاپنی کیس Kaise و همچنین آمپرمترهای شرکت تایوانی  برند آپا  APPA ، را برندی برتر به شمار می آورند.

مزایا :

*    اندازه گیری جریان DC ( مدل های قدیمی تنها AC اندازه گیری می کردند)

*    عدم نیاز به قطع کابل

*    اندازه گیری جریان به صورت غیر تماسی

*    اندازه گیری جریان های بالا

*    امنیت بالا

*    سهولت در اجرا

معایب :

*    عدم اندازه گیری جریان های پایین (mA) در مدل های 1000A به بالا

*    تست دشوار در مکان های کوچک با تعدد کابل (به دلیل کلمپ نسبتا بزرگ)

کاربردها :

*    در تمامی صنایع و کارخانجات

*    تابلو برق

*    کابل های فشار قوی و قطور

*    دانشگاه ها

*    بیمارستان ها

*    واحدهای تاسیساتی

*    آبکاری فلزات

*    پیمانکاران شرکت توزیع و انتقال برق

*    کارخانجاتی که مبحث ۱۹ ساختمان را اجرا می کنند