Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số cầm tay là một trong những tải pin tiết kiệm nhất và do đó mang tính chỉ dẫn nhất trong điện tử công nghiệp: một thiết bị chính xác được kỳ vọng hoạt động hàng trăm giờ với hai pin AA, chịu được cú rơi bốn mét xuống bê tông và tiếp tục đo chính xác trong nhà máy hơi, trong buồng máy của tuabin gió hay tại nhà máy lọc dầu. Các thiết bị kiểm tra không phá hủy (NDT) di động – máy đo cách điện, máy đo độ dày và độ phủ, micro-ohm kế điện trở thấp – cùng chia sẻ triết lý của một chu trình đo lường lâu dài, cẩn thận, xen kẽ bằng các kích thích kiểm tra ngắn với dòng điện cao hơn. Bài báo đầu tiên này mổ xẻ hồ sơ tải đó dưới sự bảo hộ an toàn của IEC 61010-1, tiêu chuẩn về thiết bị kiểm tra và đo lường điện cùng các hạng mục đo của nó (các đồng hồ công nghiệp hàng đầu được xếp hạng CAT III 1000 V / CAT IV 600 V). Bài giải thích cách lấy mẫu giá trị hiệu dụng thực (True-RMS) và bộ ADC định hình dòng điện nền, tại sao thời lượng pin được công bố trải dài khoảng 200 đến 1000 giờ tùy thuộc vào chức năng và thiết bị, cách đèn nền, tiếng bíp thông mạch và kích thích kiểm tra cách điện tạo ra các đỉnh tải ngắn, và vị trí – thành thật – của các pin AA niken-kim loại hydro có thể sạc so với pin sơ cấp kiềm và lithium dùng một lần trong túi dụng cụ kiểm tra chuyên nghiệp.
Trước câu hỏi về pin là khung an toàn. IEC 61010-1 đặt ra các yêu cầu an toàn cho thiết bị điện dùng để kiểm tra, điều khiển và phòng thí nghiệm, và các hạng mục đo quá áp của nó – CAT II tại ổ cắm, CAT III trong hệ thống lắp đặt cố định, CAT IV tại điểm gốc cấp điện – quy định đường rò, khe hở và khả năng chịu xung. Các đồng hồ vạn năng công nghiệp chuẩn mực, chẳng hạn như các dòng Fluke 87V MAX, 289 và 179, được xếp hạng CAT III 1000 V và CAT IV 600 V, đó là lý do bảo vệ đầu vào, cầu chì và vỏ của chúng nặng nề mặc dù điện tử của chúng công suất thấp.
Điều này quan trọng đối với thiết kế pin vì kiến trúc an toàn và bộ máy đo lường chia sẻ cùng hai pin. Nguồn cấp phải giữ sạch và ổn định qua các sự kiện bảo vệ đầu vào, chuyển thang đo và dải nhiệt độ công nghiệp rộng, không có lần đặt lại nào làm hỏng kết quả đo giữa chừng. Một nguồn trở kháng thấp, có thể dự đoán với điện áp xả phẳng do đó góp phần vào khả năng lặp lại của phép đo, không chỉ là sự tiện lợi.
Các đồng hồ công nghiệp hiện đại là True-RMS: chúng lấy mẫu dạng sóng đầu vào ở tốc độ cao và tính giá trị căn quân phương thực, đọc chính xác các dòng điện bị méo do biến tần và nguồn switching tiêu thụ – dòng 87V thậm chí thêm bộ lọc VFD chuyên dụng –. Việc chuyển đổi tốc độ cao liên tục đó, cùng với mặt trước tương tự, điều khiển màn hình và tự động chọn thang đo, thiết lập một dòng nền nhỏ nhưng thường trực, thường thấp hơn thiết bị vô tuyến nhiều bậc độ lớn nhưng không bao giờ bằng không.
Vì đường nền quá thấp, quản lý chu trình làm việc chi phối mức tiêu thụ năng lượng: đồng hồ làm chậm hoặc để các lần chuyển đổi ở trạng thái chờ giữa các lần đọc, sử dụng bộ hẹn giờ tự tắt và làm mờ hoặc tắt đèn nền trừ khi được yêu cầu. Kết quả là thời lượng pin được công bố phi thường của các dụng cụ chuyên nghiệp – Fluke 87V MAX công bố khoảng 800 giờ với các pin AA của nó, 87V tiêu chuẩn khoảng 400 giờ, máy ghi dữ liệu 289 khoảng 200 giờ, 179 khoảng 200 giờ và đồng hồ đo cách điện 1587 FC khoảng 1000 giờ trong chu trình riêng của nó –. Đây là số liệu của nhà sản xuất với các pin sơ cấp được chỉ định, và chúng định hình ngân sách năng lượng mà một pin AA sạc được phải tiến gần một cách đáng tin cậy.
Chồng lên đường nền đo lường là các sự kiện ngắn với dòng cao hơn: đèn nền trắng sáng hai mức bật trong tủ tối, còi thông mạch điều khiển miếng áp điện và dòng kiểm tra điện trở thấp, cập nhật biểu đồ thanh ở tốc độ lấy mẫu cao và – ở máy đo cách điện hoặc micro-ohm kế – một điện áp hoặc dòng kích thích kiểm tra có chủ đích, đòi hỏi khắt khe hơn nhiều so với đo điện áp thông thường. Các đỉnh này ngắn so với tổng chu trình nhưng chính là lúc pin trở kháng cao, đã cạn một phần có thể tụt áp và làm nhiễu kết quả đo.
Điện trở trong thấp do đó có giá trị ngay cả ở công suất trung bình cỡ milliwatt: pin kiềm mới và pin NiMH chất lượng đều có trở kháng thấp, nhưng các pin sơ cấp đã cũ dưới tải và trong lạnh có thể tụt mạnh, trong khi NiMH giữ điện áp phẳng hơn trong phần lớn dung lượng của nó. Hình ảnh động đầu tiên đối chiếu đường nền đo lường dài và nông với các đỉnh đèn nền và thông mạch; hình thứ hai ánh xạ cách đường cấp hoạt động trong suốt quá trình xả đối với pin sạc trở kháng thấp so với pin sơ cấp mệt mỏi dưới các đỉnh nhỏ lặp lại.
Đại đa số đồng hồ cầm tay sử dụng hai pin AA – ở dạng kiềm được ký hiệu IEC LR6 – mắc nối tiếp cho nguồn cấp danh nghĩa 3 V mà đồng hồ điều chỉnh xuống các đường logic và tương tự của nó. «Tuổi thọ pin» luôn là một hàm của phép thử: số giờ đo điện trở khác với số giờ ghi dữ liệu với màn hình hoạt động, lại khác với kiểm tra cách điện, vì vậy so sánh có trách nhiệm dùng chu trình do nhà sản xuất nêu thay vì một con số tiêu đề duy nhất.
Đối với người dùng chuyên nghiệp, câu hỏi kinh tế và vận hành là liệu pin sạc có thể thay thế dòng pin sơ cấp liên tục hay không. Pin AA NiMH dung lượng cao, tự xả thấp cung cấp phần lớn thời gian phục vụ của pin sơ cấp cho mỗi lần sạc, có thể sạc hàng trăm lần và – điều cốt yếu cho túi dụng cụ – thể hiện trạng thái đã biết, vừa sạc đầy vào đầu mỗi ca thay vì pin dùng một lần không rõ tuổi. Điện áp phẳng hơn của nó cũng trì hoãn cảnh báo pin yếu ở các chức năng tiêu thụ cao, mặc dù pin kiềm vẫn thắng về thời lượng dùng một lần thuần túy trong một đồng hồ chỉ thỉnh thoảng được sử dụng.
Thiết bị hiện trường phải hoạt động trong lạnh, và ở đây so sánh hóa học phải thẳng thắn. Sách hướng dẫn thiết bị nói rõ: đồng hồ đo cách điện Keysight U1461A, ví dụ, được xếp hạng hoạt động xuống −40 °C với pin sơ cấp lithium nhưng chỉ xuống −20 °C với pin kiềm, với thời gian hoạt động đảm bảo khác nhau. Pin sơ cấp lithium là nhà vô địch về thời tiết lạnh và thời hạn bảo quản hàng thập kỷ; pin kiềm rẻ và phổ biến nhưng mất lợi thế trong giá lạnh khắc nghiệt và dưới tải; NiMH sạc được và chịu lạnh khi xả, và các loại tự xả thấp hiện đại hoạt động tốt xuống các nhiệt độ mùa đông công nghiệp điển hình, mặc dù giống như mọi hóa học nước, dung lượng của nó bị giảm ở mức khắc nghiệt.
Chiến lược chuyên nghiệp do đó là hỗn hợp chứ không phải ý thức hệ: NiMH sạc làm pin hàng ngày cho công việc định kỳ tại bàn và nhà máy, nơi khả năng tái sử dụng và điện áp ổn định đem lại lợi ích, với pin sơ cấp lithium hoặc kiềm mang theo dự phòng lạnh hoặc khẩn cấp. Thiết kế ngưỡng pin yếu và bộ điều chỉnh của đồng hồ để chấp nhận mặt bằng danh nghĩa 1,2 V hơi thấp hơn của NiMH trên toàn dải – thay vì giả định đường cong sơ cấp 1,5 V – chính là điều làm cho chiến lược hỗn hợp đó hoạt động mà không có cảnh báo pin yếu sớm.
Phân tích đưa ra đặc tả rõ ràng cho pin AA sạc chuyên nghiệp: dung lượng cao và nhất quán giữa các lô để tiến gần thời lượng sơ cấp mỗi lần sạc; điện trở trong thấp để giữ đường cấp qua các đỉnh đèn nền, thông mạch và kích thích cách điện; tự xả thấp để pin để trong túi dụng cụ hàng tuần vẫn sẵn sàng; dải nhiệt độ xả rộng với đặc tính lạnh được đặc trưng; và hàng trăm chu trình với sự sụt giảm dung lượng nhẹ để kinh tế đội thiết bị nghiêng về sạc.
Bài tiếp theo biến đặc tả đó thành hướng dẫn lựa chọn và thiết kế – so sánh NiMH, kiềm và lithium theo tổng chi phí sở hữu và hành vi điện, định cỡ pin cho tổ hợp chức năng của đồng hồ, thiết kế bộ sạc và luân chuyển đội thiết bị cho đội bảo trì và ghép nối kiến trúc pin yếu với mặt bằng NiMH. Bài thứ ba sau đó bao gồm kiểm tra hạng mục IEC 61010-1, chứng nhận chống xâm nhập và rơi như IP67 và cú rơi bốn mét, an toàn bản chất cho môi trường nổ, và các bằng chứng IEC 61951-2, IEC 62133-2 và UN 38.3 đằng sau pin sạc chuyên nghiệp.
Weijiang Power thiết kế và sản xuất pin niken-kim loại hydro kín và các bộ pack công nghiệp ghép nối cho thiết bị ở xa, ngoài lưới và liên quan an toàn, và hỗ trợ các đối tác OEM bằng hồ sơ hiệu năng IEC 61951-2, bằng chứng an toàn IEC 62133-2, đặc trưng tải xung, kiểm tra dải nhiệt độ rộng và đồng xác minh bộ sạc/pack. Hãy cho chúng tôi biết chu trình làm việc, dòng đỉnh, dải nhiệt độ, mục tiêu tự chủ và các tiêu chuẩn sản phẩm của bạn phải đáp ứng, và các kỹ sư của chúng tôi sẽ chỉ định tổ hợp pin và pack bảo vệ thời lượng, độ tin cậy và tuổi thọ. Xem qua danh mục trên trang sản phẩm.
