ZOYI ZT-QS7: Ток без разрыва цепи. Обзор клещей-мультиметра

Друзья, всем привет! 
Сегодня у меня на столе прибор, о котором я много слышал, но никогда не удавалось протестировать. А ведь сделать это очень хотелось! Всегда интересно, когда есть возможность считывать показания силы тока без разрыва цепи и физического контакта с проводником — прямо через изоляцию, за счёт считывания электромагнитного поля. И вот этот момент настал, так что с удовольствием хочу поделиться своими впечатлениями. Приглашаю ↓

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Модель: ZOYI ZT-QS7
• Постоянное напряжение (DC): 600 мВ / 6 В / 60 В / 600 В ±(0,5% + 3)
• Переменное напряжение (AC): 6 В / 60 В / 600 В ±(1,0% + 3)
• Постоянный ток (DC): 6 А / 60 А / 100 А ±(2,0% + 30)
• Переменный ток (AC): 6 А / 60 А / 100 А ±(2,0% + 30)
• Сопротивление: 600 Ом / 6 кОм / 60 кОм / 600 кОм / 6 МОм / 60 МОм ±(0,5% + 3); для 600 Ом и 60 МОм ±(1,5% + 3)
• Ёмкость: 9,999 нФ – 60,00 мФ ±(2,0% + 5) – ±(5,0% + 5), в зависимости от диапазона
• Частота: 9,999 Гц – 999,9 кГц ±(0,1% + 2)
• Проверка диодов: есть
• Прозвонка цепи: есть
• Измерение пускового тока (Inrush): есть
• Удержание пикового значения (Peak Hold): есть
• Удержание показаний (Data Hold): есть
• True RMS: есть
• NCV — бесконтактное обнаружение напряжения: есть
• VFC — измерение напряжения инверторов/преобразователей: есть 
• Дисплей: LCD, 6000 отсчётов (6000 counts)
• Автоматический выбор диапазона: есть
• Частота обновления: 3 измерения в секунду
• Индикатор низкого заряда батареи: есть
• Автоматическое отключение: есть
• Материал корпуса: ABS
• Размеры: 175 × 65 × 30 мм
• Вес: 165 г

В комплекте, помимо самого прибора, имеется пара щупов, термопара, две батарейки, а также ремешок на руку и сумочка для хранения и транспортировки. Такое мне нравится.

Прибор выглядит типично для представителей данного сегмента. Есть колёсико для выбора режимов, кнопка для включения подсветки дисплея, а также три функциональные кнопки: одна помогает выбрать подрежим в рамках включённого колёсиком режима, вторая позволяет переключаться между текущими и пиковыми значениями, а третья — переключает диапазоны измерений. Гнёзд для подключения щупов всего два — они предназначены для работы в режиме вольтметра/омметра. Роль амперметра выполняют исключительно токоизмерительные клещи. Было непривычно, что нет классического «контактного» амперметра, но, изучив рынок, я понял, что для устройств этого сегмента это абсолютно типичная ситуация — наверняка на то есть свои причины (в первую очередь, вопросы безопасности и защиты схемы). Рычаг клещей достаточно тугой, и это плюс: смыкание губок плотное.

ВНУТРЕННИЙ МИР

Как далёкий от инженерии человек, могу лишь констатировать: пайка выглядит качественно, а текстолит абсолютно чистый. Также на плате есть потенциометр, но за калибровку чего именно он отвечает — не знаю. Возможно, датчика Холла для токовых клещей или опорного напряжения. Если вы знаете — напишите, пожалуйста, в комментариях.

ТОКОВЫЕ КЛЕЩИ. А КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Главная фишка токовых клещей — способность измерять силу тока, не врезаясь в проводку и не разрывая цепь. В основе их работы лежат фундаментальные законы физики (в частности, явление электромагнитной индукции, открытое Майклом Фарадеем ещё в 1831 году).

Однако механизмы измерения переменного (AC) и постоянного (DC) тока принципиально различаются.

Измерение переменного тока (AC): принцип трансформатора

Для переменного тока клещи работают как классический трансформатор тока:

• Первичная обмотка: Это сам провод с измеряемым током, который вы обхватываете клещами. Он работает как единственный виток первичной цепи.
• Магнитопровод (клешни): Раскрывающийся блок выполнен из ферромагнитного материала (феррита или трансформаторной стали). Его задача — «собрать» переменное магнитное поле вокруг провода и закольцевать его внутри прибора.
• Вторичная обмотка: Внутри корпуса на сердечник намотана катушка из сотен витков тонкого провода.

Как это работает:

1. Переменный ток в проверяемом проводе непрерывно меняет величину и направление, создавая вокруг себя переменное магнитное поле (по законам Ампера и Био-Савара-Лапласа).
2. Магнитопровод концентрирует это поле и пронизывает им витки вторичной обмотки.
3. По закону Фарадея во вторичной обмотке возникает наведённый (индуцированный) слабый ток.
4. Микроконтроллер прибора измеряет малый ток, умножает его на известный коэффициент витков и выводит на экран реальное значение.

Измерение постоянного тока (DC): Эффект Холла

Обычный трансформатор на постоянном токе не работает. Постоянный ток создаёт статичное магнитное поле, а для электромагнитной индукции обязательно нужно изменение магнитного потока во времени.

Чтобы обхватные клещи могли измерять постоянный ток, в них используют датчик Холла:

1. В ферромагнитном сердечнике клещей делают крошечный физический разрез (зазор), куда впаивают миниатюрный полупроводниковый элемент.
2. Постоянный ток в проводе намагничивает сердечник. Это постоянное поле направляется прямо на датчик Холла.
3. Электроника прибора пропускает через датчик слабый контрольный ток.
4. Под действием внешнего магнитного поля от провода движущиеся в полупроводнике электроны отклоняются к одной из его граней (работает сила Лоренца).
5. На краях пластины датчика возникает разность потенциалов (напряжение Холла), которая строго пропорциональна силе постоянного тока в измеряемом проводе.

Почему клещи для DC-тока ловят наводки?

Датчик Холла невероятно чувствителен к любым внешним магнитным полям (включая магнитное поле Земли или находящиеся рядом металлические предметы). Из-за этого показания на экране перед измерением могут «плавать». Поэтому в клещах с поддержкой DC всегда есть кнопка сброса нуля (ZERO / REL), которую нужно нажимать непосредственно перед каждым замером.

Главное правило использования

В сетевом кабеле по одному проводу (фазе / «плюсу») ток течёт к прибору, а по второму (нолю / «минусу») — возвращается обратно. Эти токи равны по модулю, но направлены противоположно. Согласно принципу суперпозиции магнитных полей, магнитное поле фазного провода полностью нейтрализует магнитное поле нулевого провода. Результирующий магнитный поток внутри клещей становится равен нулю, и прибор ничего не видит. Для проведения измерений клещами всегда нужно изолировать и обхватывать только один проводник.

ТЕСТИРОВАНИЕ

Друзья, традиционно хочу напомнить о формате. Моё тестирование чисто бытовое, без претензий на лабораторное исследование. К огромному сожалению, аккурат перед тестами у меня «накрылся» понижающий DC-DC преобразователь. Это меня раздосадовало, так как не получилось показать красивую «лесенку». С другой стороны — «лабораторных» тестов в сети достаточно, а у меня будет, так сказать, естественно-бытовой подход.

Прибор позволяет выполнять следующие измерения. Останавливаться подробно на каждом не вижу смысла, ведь с базовыми функциями мультиметра знаком каждый.

Из интересного (что встречается не во всех мультиметрах):

• VFC (фильтр нижних частот) — предназначен для точного измерения напряжения на выходе частотных инверторов (ШИМ-сигнал). Встроенный ФНЧ отсекает высокочастотные помехи (выше 1 кГц) от ШИМ-импульсов, с которыми не справляются обычные TrueRMS-мультиметры. Это позволяет измерить чистую рабочую синусоиду (10–60+ Гц) и узнать реальное напряжение, поступающее на электродвигатель.
• Inrush (измерение пускового тока)
• PEAK (пиковые значения) — функция позволяет фиксировать кратковременные всплески (максимальное значение в рамках измерения).
• NCV (бесконтактное определение напряжения) — чувствительность здесь весьма высокая: приблизительно определить наличие фазы или кабеля можно, но на ювелирную точность поисков в стене рассчитывать не стоит. Прибор из моего прошлого обзора (ZOYI ZT-E2) в этом плане был более избирателен.

Что касается классического мультиметра — всё стандартно. Значения плюс-минус совпадают с другим моим мультиметром.

Также кнопка сбоку включает подсветку дисплея, и она здесь перманентная — работает, пока не выключишь вручную. То есть в условиях недостаточного освещения не нужно нажимать её каждые 20 секунд. Наконец-то хоть кто-то додумался так сделать, мне это очень понравилось!

Ну а теперь самое главное — токоизмерительные клещи.

Токи до 1 А прибор измеряет с ощутимой погрешностью, что и неудивительно: наводки и естественное магнитное поле Земли всё же дают о себе знать. А вот со значениями выше в целом всё хорошо.

Постоянный ток (DC) я тестировал на аккумуляторе с «умной» BMS. Значения динамичные, но в целом картина такая, как на фото. Погрешность есть (к слову, она заявлена производителем в характеристиках), и получаемые значения в неё вписываются с запасом — обычно не более двух-трёх десятых Ампера.

Переменный ток (AC) проверял на базовых бытовых электроприборах (~220 В) вроде фена и электропечи — получил значения, близкие к номинальным. И это логично: как мы знаем из теоретической части, именно постоянный ток сильнее подвержен наводкам и остаточной намагниченности датчика Холла, в то время как переменный ток измеряется более стабильным трансформаторным способом.

ВЫВОДЫ

Прибор мне понравился! Он определённо полезный, так как, в отличие от измерения напряжения, для традиционного замера тока обычно приходится разрывать цепь. Здесь же такой необходимости нет: измерение происходит бесконтактно и прямо поверх изоляции. Небольшие погрешности (до пары десятых Ампера на постоянном токе) присутствуют, но они полностью соответствуют заявленным характеристикам. Думаю, для данной ценовой категории это вполне адекватно. Что касается функций мультиметра — они классические, плюс есть редкие опции, которые хоть и нужны не всем, но точно не будут лишними. Жаль, конечно, что нельзя измерять ток традиционным способом через щупы, но для устройств данного сегмента это обычное явление. 

ПРОДУКТ НА ОФИЦАЛЬНЫХ ПЛОЩАДКАХ КОМПАНИИ:

• Aliexpress International: https://www.aliexpress.com/item/1005008446665967.html

Кстати, для новых аккаунтов пользователей Aliexpress — цена $42.

Я прикладываю максимум усилий и много времени, чтобы мои обзоры были полезными и интересными. Если этот обзор вам понравился — поддержите его плюсом, мне будет очень приятно. А ещё — это отличная мотивация для меня писать ещё больше и качественнее для вас. 

Всем хорошего настроения, позитива, добра и мира!