Amperemeter, oder einfacher "Amperemeter", sind Instrumente, die elektrischen Strom messen. Es gibt zwei Arten von Amperemetern, die ein traditionelles analoges Nadeldesign verwenden, und neuere Halbleitermeter mit digitaler Anzeige. Zähler jedes Typs reagieren von Natur aus auf direktes nur Strom oder DC, aber mit zusätzlicher Schaltung kann auch Wechselstrom oder AC gemessen werden.
Analoge Messgeräte
Das Herzstück eines analogen Messgeräts ist ein Galvanometer, ein empfindliches Instrument, das eine bewegliche Drahtspule enthält, die mit den Eingangsklemmen verbunden ist. Die Spule erzeugt aus dem durch sie fließenden elektrischen Strom ein Magnetfeld, das mit einem zweiten Feld, meist von einem Permanentmagneten im Messgerät, reagiert. Eine Feder wirkt dem Drehmoment entgegen, das durch die Wechselwirkung der beiden Magnetfelder entsteht. Wenn der Strom ansteigt, dehnt sich die Feder proportional zum Eingangsstrom, und eine an der Spule angebrachte Nadel zeigt die Stärke des elektrischen Stroms an.
Reichweite
Ein Galvanometer ist sehr empfindlich, mit einem nutzbaren Bereich von Mikroampere bis zu einigen Milliampere. Um größere Stromwerte abzulesen, verwendet ein analoges Amperemeter eine Kombination aus Reihen- und Parallelwiderständen, um den Bereich des Galvanometers zu erweitern.
Digitale Messgeräte
Digitale Zähler verwenden eine Halbleiterelektronik, um den Stromfluss zu messen. Ihre Konstruktionen bestehen aus einem digitalen Voltmeter, das über einen kalibrierten Strom-Shunt angeschlossen ist. Der Shunt hat einen sehr kleinen Widerstand und leitet den überwiegenden Teil des Stroms durch, während das Messgerät die kleine Spannung darüber misst. Die Spannung ist proportional zu dem durch den Shunt fließenden Strom, und das Voltmeter verwendet einen Analog-Digital-Wandler und andere digitale Schaltungen, um die Spannung in einen digitalen Code umzuwandeln, den das Messgerät als Stromwert anzeigen kann.
Wechselströme
Die Richtung der Spulenauslenkung in einem Galvanometer hängt von der Polarität des angelegten Stroms ab, sodass Wechselströme, die die Richtung ständig umkehren, nicht registriert werden. Damit ein Stromzähler Wechselstrom ablesen kann, muss er über eine Gleichrichterbrückenschaltung verfügen, um den Eingangsstrom in Gleichstrom umzuwandeln. Durch diese Ergänzung erfolgt die Ablenkung immer in die gleiche Richtung, unabhängig von der Polarität des angelegten Stroms. Digitale Zählerstände hängen auch von der Stromrichtung ab, daher verwenden auch sie Gleichrichter zum Ablesen des Wechselstroms.
Clamp-On-Messgeräte
Amperemeter werden normalerweise direkt an die von ihnen gemessenen Strompfade angeschlossen, aber einige Messgeräte verfügen über Klemmsonden, mit denen Sie Messungen durchführen können, ohne in den zu messenden Stromkreis einzubrechen. Eine Zangenmesszange ist nicht so genau wie eine in einem Stromkreis angeschlossene, aber sie kann für einmalige Messungen oder bei extremen Strom- oder Spannungspegeln nützlich sein. Einige Clamp-On-Tastköpfe verwenden eine magnetische Kopplung im Messkreis, sodass sie nur für Wechselströme funktionieren, während andere Hall-Effekt-Sensoren verwenden, die auf Gleichstrom reagieren.
