Cewki Rogowskiego - budowa, zasada działania.

Cewka Rogowskiego jest alternatywą dla przekładników prądowych, a swoją nazwę zawdzięcza niemieckiemu fizykowi Walterowi Rogowskiemu, który  opracował ją w 1912 roku. Znana również pod innymi nazwami jako przetwornik Rogowskiego, pas Rogowskiego, transformator Rogowskiego, a także potencjometr magnetyczny.

Czym jest cewka Rogowskiego? / Cewka Rogowskiego

Cewki Rogowskiego są nowoczesnym rozwiązaniem, pozwalającym na pomiar prądów przemiennych płynących w przewodach lub szynach bez konieczności ich rozcinania. Dzięki ich wyjątkowej konstrukcji możliwe jest wygodne zapinanie na mierzonych obwodach według potrzeb. Pracują one w bardzo szerokim zakresie prądów (od kilku amperów do kilkuset kiloamperów) oraz częstotliwości (do kilkudziesięciu Mhz). Cewka Rogowskiego jest pewnego rodzaju bezrdzeniowym transformatorem. Oferowane przez nią możliwości znacząco przewyższają klasyczne przekładniki, co sprawia, że jest to rozwiązanie dużo bardziej wszechstronne i precyzyjne.

Budowa cewki Rogowskiego

Cewki Rogowskiego są zbudowane z elastycznego rdzenia z materiału izolacyjnego, na którym nawinięte są bardzo precyzyjnie i ciasno uzwojenia z cienkiego, izolowanego drutu. Końce uzwojenia wyprowadzone są na układ elektroniczny przetwarzający sygnał. Układ ten zawiera w sobie moduł integratora, który jest niezbędny do uzyskania prawidłowych pomiarów za pomocą Cewki Rogowskiego. Zewnętrzna warstwa pełni zarówno funkcję ochronną, jak i izolacyjną. Cewki te mogą pracować na szynach pod napięciem kilku kV bez konieczności stosowania dodatkowych materiałów izolacyjnych. 

Zasada działania cewki Rogowskiego

Każda cewka Rogowskiego musi współpracować z układem elektronicznym, którego zasadniczym podzespołem jest wzmacniacz operacyjny. Ponieważ napięcie indukowane w cewce jest wprost proporcjonalne do pochodnej natężenia prądu elektrycznego płynącego w mierzonym obwodzie, konieczne jest wykonanie całkowania na sygnale z cewki, aby móc dokonać pomiarów prawidłowo i tym właśnie zajmuje się urządzenie dołączone w zestawie.

Cewki Rogowskiego posiadają zazwyczaj złącze BNC, które pozwala na wygodne podłączenie oscyloskopu. Dokładność pomiaru zależy od rezystancji cewki, czasu trwania oraz stromości udaru prądowego, stałej czasowej oraz dokładności wyskalowania obwodu.

Rodzaje i zastosowanie cewek Rogowskiego w przemyśle

Cewki Rogowskiego znajdują szerokie zastosowanie w branży przemysłowej. Zależnie od modelu, oferują one możliwość pomiaru zarówno prądu stałego DC, jak i prądu przemiennego w zakresie częstotliwości do kilkudziesięciu MHz. Na rynku dostępne są cewki o zróżnicowanych długościach cewki pomiarowej. Dostępne są rozwiązania bardzo niewielkie, które przykładowo umożliwiają wygodny pomiar prądu na nóżce tranzystora w obudowie TO-220, co jest szczególnie pomocne podczas prac diagnostycznych, czy projektowych. Występują także wersje bardzo długie (o długości cewki nawet kilku metrów), pozwalające na jednoczesne objęcie wielu szyn prądowych. Istnieje także możliwość wykonania cewek o konkretnych parametrach według potrzeb klienta.

Rozwiązanie szyte na miarę pozwala na uzyskanie maksymalnej dokładności pomiaru. Tak szeroki zakres dostępnych rozwiązań sprawia, że Cewki Rogowskiego znajdują zastosowanie w przemyśle spawalniczym, przy pomiarach prądów pieców indukcyjnych, w testach zwarciowych generatorów elektrycznych, czy jako czujniki zabezpieczeń instalacji elektrycznych. Doskonale sprawdzą się wszędzie tam, gdzie potrzebny jest precyzyjny pomiar prądu o niemal każdej wartości. Mogą pracować zarówno jako doraźne urządzenie pomiarowe, jak i stać się częścią większej, zautomatyzowanej instalacji pomiarowej.

Zalety Cewek Rogowskiego

• Pomiar bardzo dużych prądów bez nasycania się

• Możliwość pomiaru bardzo szybkich zmian prądu w krótkim czasie ( nawet kilkanaście kA/µs)

• Możliwość pomiaru niewielkich prądów zmiennych przy obecności dużej składowej stałej

• Szerokie pasmo częstotliwości pomiarowych

• Elastyczna cewka pozwala na montaż w trudno dostępnych miejscach

• Możliwość personalizacji właściwości cewki pod konkretne zastosowanie

Wady Cewek Rogowskiego

• Stosunkowo wysoka cena
• Moduł integratora wymaga zasilania

Dostępność cewek Rogowskiego

Cewki Rogowskiego są urządzeniami, które charakteryzuje wysoka precyzja. Aby uniknąć problemów związanych z działaniem lub spełnianiem deklarowanych norm i parametrów, warto zaopatrzyć się w produkt wysokiej klasy i ze sprawdzonego źródła. W Internecie można znaleźć dalekowschodnie produkty w atrakcyjnych cenach, których parametry techniczne znacząco odbiegają od tych, które deklaruje producent w nocie katalogowej.  Firma DACPOL jest bezpośrednim dystrybutorem Cewek Rogowskiego renomowanych producentów: PEM oraz Pro-Sys. Produkty w naszej ofercie charakteryzuje wysoka precyzja i niezawodność. Zapewniamy możliwie szybką realizację, wsparcie techniczne oraz obsługę gwarancyjną. Jeżeli są państwo zainteresowani zakupem, lub mają jakiekolwiek pytania zachęcam do bezpośredniego kontaktu.

Autor: Mariusz Staniak
lem_i@dacpol.eu