Warum sind Hochstrom-Amperemeter nicht mit einer Sicherung geschützt?

Wie Herr Lathrop sagt, erhöht eine Sicherung die Kosten und den zusätzlichen Spannungsabfall. Ein noch größeres Problem ist jedoch, dass Sicherungen Schaltungen nicht sehr gut schützen. Damit die 200-mA-Sicherungsbuchse nützlich ist, muss das Amperemeter in der Lage sein, einen erheblichen Überstromzustand während der Zeit, in der die Sicherung durchbrennt, dauerhaft zu überstehen. Im 200-mA-Bereich ist das wahrscheinlich nicht allzu schwer. Im 10A-Bereich ist es viel schwieriger. Sofern der 10-A-Strom-Shunt nicht massiv überdimensioniert ist, wird er wahrscheinlich durch Überlastbedingungen beschädigt, die ausreichen, um eine 10-A-Sicherung durchbrennen zu lassen. Darüber hinaus sind die meisten Messgeräte nach der Philosophie konzipiert, dass es schlimmer ist, ungenaue Messungen vorzunehmen, als sich zu weigern, irgendwelche Messungen vorzunehmen.

Ich würde vermuten, dass die meisten Amperemeter in der Praxis intern gut genug abgesichert sind, dass sie bei direktem Anschluss an das Stromnetz in der Regel einen offenen Stromkreis haben, bevor sie Feuer fangen. Außerdem wäre ich nicht überrascht, wenn die Auslese- und Spannungsmessschaltung ausreichend von dem unerwarteten Zustand isoliert wäre, dass sie nicht elektrisch beschädigt würde. Wenn der Strom-Shunt jedoch nicht physisch von allem anderen isoliert ist, können die anderen Schaltkreise dennoch durch geschmolzenes oder verdampftes Material vom Shunt beschädigt werden. Und natürlich bedeutet „ normalerweise “ nicht „zuverlässig“.

Hochwertige Multimeter verfügen in allen Strombereichen über Sicherungen und andere Überstromschutzvorrichtungen.

Beispielsweise können Multimeter von Fluke normalerweise einen Anschluss an 250 VAC über ihre aktuellen Messbereiche überstehen

F87-V F77-IV Beachten Sie separate HRC-Sicherungen (High Breakture Capacity) für 10-A- und 400-mA-Eingänge.

Einige billige Multimeter lassen diese Schutzmaßnahmen aus Kostengründen weg.

Siehe Multimeter, die ihre Sicherheitsspezifikationen nicht zu erfüllen scheinen.

Und Erklärung zum Sicherungsschutz des EEVBlog Multimeters

Eine Sicherung kann bei hohen Strömen einen gewissen Spannungsabfall verursachen und erhöht sicherlich die Kosten. Bedenken Sie, dass die Kosten nicht nur die Sicherung selbst sind, die eigentlich ziemlich billig ist, sondern auch der Halter, eine Möglichkeit für den Benutzer, darauf zuzugreifen usw. Dies ist im Grunde ein Kompromiss zwischen Kosten und Qualität.

Einige Amperemeter haben Sicherungen für die höchsten Stromeinstellungen.

Es ist nicht billig, ein Messgerät mit einer sicheren und effektiven Sicherung zu versehen. Bis Sie für den Einzelhandelspreis des Zählers etwa 100 US-Dollar erreicht haben, können Sie es sich einfach nicht leisten, es richtig zu machen.

Dies sind die Attribute, die wir für eine ordnungsgemäße Sicherung in einem tragbaren DMM in Industriequalität benötigen:

1. Sie müssen hier eine teure HRC-Sicherung verwenden , die jeweils 6-10 US-Dollar in einer Menge von 1k kostet. (High-End-DMMs sind keine Massenartikel.) Das Verhältnis der Stücklistenkosten zu den Einzelhandelskosten beträgt bei Industrieprodukten wie DMMs einen Faktor von 3 bis 5, sodass dieser Teil allein 20 bis 30 US-Dollar zu den Einzelhandelskosten des Messgeräts hinzufügt. Dies ist das teuerste Teil, wenn Sie ein DMM um eine sichere und effektive Sicherung erweitern möchten.

   (Dies in einer Welt, in der 10-Dollar-DMMs für einige Anwendungen ernsthaft in Betracht gezogen werden.)

   Sie können die billige Art von Sicherung, die Sie normalerweise hier sehen, aus einer Reihe von Gründen nicht verwenden:

   • Billige Sicherungen enthalten keine hochenergetische Explosion. Es ist nicht gut für die Sicherung, das Messgerät vor einer 100-A-Spitze zu retten, wenn sie dabei heiße Schlacke über die Leiterplatte wirft und entfernte Punkte überbrückt, so dass das Messgerät seinen magischen Rauch freisetzt, sobald Sie die ausgefallene Sicherung ersetzen.

   • Nur wenige abgesicherte Geräte werden in der Hand gehalten, während die Sicherung dort sitzt und entscheidet, ob sie durchbrennt oder nicht. Wenn Sie Ihr 10-A-Handmessgerät an ein Gerät anschließen, das kurz vor dem Ausfall steht, indem Sie eine 100-A-Spitze über Ihre Messpunkte werfen, müssen Sie wirklich, wirklich , wirklich, dass die Sicherung schnell und sicher ausfällt.

   • Billige Sicherungen sind für Anwendungen gedacht, bei denen der normale Dauerstrom im Voraus bekannt ist und Sie nur einen kleinen Spielraum über diesem Wert benötigen, plus vielleicht ein bisschen Stoßkapazität, um den Einschaltstrom zu berücksichtigen .

     Wir verwenden DMMs nicht auf diese Weise. Auch wenn wir DMMs richtig verwenden, schließen wir sie absichtlich an unbekannte Strom- und Spannungsquellen an, weil wir sie verwenden, um diese Werte zu lernen. Wenn wir DMMs falsch anwenden, wie in Ihrem Fall, in dem Sie ein Strommessgerät – fast einen Kurzschluss – über eine Stromversorgung fallen gelassen haben, müssen wir zuerst das Messgerät zum Schutz des Benutzers und sekundär sich selbst schützen.

   • Billige Sicherungen sind in der Regel unzuverlässig. Sie sind schließlich so konstruiert , dass sie kaputt gehen.

   Es gibt einen alten Witz im Hardware-Design: Das teuerste Teil auf der Leiterplatte fällt zuerst aus, um die Sicherung zu schützen. Sie müssen wirklich gute Sicherungen verwenden, um diesen Witz umzudrehen, um eine Wahrheit zu finden, mit der Sie leben möchten.

2. Die Clips, die Sie für die HRC-Sicherungen benötigen, sind nicht kostenlos. Sie kosten etwa 30 Cent pro Paar, was die Einzelhandelskosten des Messgeräts um 2 bis 3 US-Dollar erhöht, wenn wir ein zweites Set hinzufügen.

   Denken Sie daran, dass wir uns hier vom unteren Ende unterscheiden, wo Sie zwei Meter an einem Haken im Baumarkt hängen haben, einer mit 9,95 $ und der andere mit 11,95 $, und der erste verkauft den zweiten, weil hey, zwei Dollar!

3. Eine HRC-Sicherung begrenzt die kinetische Energie eines Fehlers innerhalb des Sicherungskörpers, aber wir müssen auch die elektrische Energie einschränken. Messgeräte mit einer oder zwei HRC-Sicherungen sind für Tests der Kategorie III oder IV ausgelegt. Dies bedeutet transiente Spannungen von Tausenden von Volt und effektiv unbegrenzte transiente Ströme.

   („Unbegrenzt“, fragen Sie? Wenn Sie einen 0-Gauge- Kupferstab über die Klemmen eines Strompoltransformators fallen lassen, verschwindet das Kupfer . Das ist so nah an „unbegrenzt“, wie es für unsere Zwecke hier wichtig ist.)

   Der Platz, der benötigt wird, um diese Energien einzuschränken, erhöht die Kosten des Messgeräts.

   Zugegeben, der zusätzliche Platz auf der Leiterplatte und der Kunststoff sind keine hohen Kosten, aber auch hier schaffen wir eine Unterscheidung im Produktbereich, indem wir unser neues Zählerdesign von der 10-20-Dollar-Zählerklasse trennen. Was wir hier für etwas mehr Leiterplattenfläche und Gehäuseraum ausgeben – sowohl in Bezug auf Harz als auch die höheren Kosten der größeren Form, die zu ihrer Formung benötigt wird – beläuft sich auf einen erheblichen Bruchteil der gesamten Einzelhandelskosten eines billigen Messgeräts.

   Wir wollen auch einige Schlitze in die Leiterplatte schneiden, um Explosionsschutzschilde zu ermöglichen, die von der Gehäusewand extrudiert werden. (Siehe die Fluke-Bilder von RedGrittyBrick .) Diese Explosionsschutzschilde dienen als Backup, falls die HRC-Sicherung ausfällt oder ihre Kontakte überschlagen. Die Ausschnitte ersetzen auch einen Teil des FR4 -Leiterplattenmaterials durch Luft, die einen viel besseren Isolator darstellt.

   Leiterplattenausschnitte sind nicht kostenlos, aber der größte Teil der Kosten entsteht beim Hinzufügen des ersten, den wir bereits aus anderen Gründen benötigen: um die Eingangsbuchsen herum, zwischen dem Eingangsbereich und dem Messbereich usw. Es gibt nur einen kleinen zusätzliche Kosten für das Hinzufügen einiger weiterer Schnitte.

   Diese zusätzlichen Kosten sind gering; zehn Cent.

Alles in allem erhöht eine ordnungsgemäße Sicherung die Einzelhandelskosten des Messgeräts um etwa 30 US-Dollar pro Bereich. Die auf den Fluke-Bildern von RedGrittyBrick gezeigte Konfiguration mit zwei Sicherungen macht daher etwa 60 US-Dollar der Einzelhandelskosten aus.

Aus diesem Grund hat ein 50-Dollar-Messgerät in Industriequalität keine HRC-Sicherung in beiden Strombereichen.