Как подключить амперметр в автомобиле

Для подключения амперметра к автомобилю необходимо подобрать прибор подходящей модели и выбрать наиболее подходящий способ установки. Амперметр может показывать автовладельцу гораздо больше сведений, чем вольтметр. А потому есть смысл задаться целью подключить такой прибор. В данном материале довольно подробно рассказано, как установить и полноценно эксплуатировать амперметр в машине.

Предназначение амперметра

Ещё на старых советских автомобилях устанавливалось некое подобие амперметра, но оно было менее функциональным и информативным, нежели современные модели. Такое устройство работало только “в одну сторону” и показывало направление тока, то есть, к АКБ или из нее. Иными словами, такой прибор лишь давал информацию, заряжается АКБ или разряжается в данный момент времени.

Современные модели в случае правильного подключения предоставляют гораздо больше полезной информации автолюбителю. Это стало возможным благодаря тому, что амперметры стали цифровыми, соответственно, могут считывать не только направление электрического тока, но и другие сведения. Они показывают нагрузку с достаточно высокой точностью, что значительно повышает их функциональность.

В целом, амперметр в автомобиле позволяет контролировать следующие характеристики бортовой сети:

• Прогресс заряда АКБ. Этот показатель зависит от следующих факторов: уровень заряда АКБ, температурные условия, тип движения и так далее.
• Разряд АКБ. Потребление тока изменяется в зависимости от внешних факторов. Знание этой информации позволяет приблизительно оценить время автономной работы и текущее состояние аккумулятора.
• Состояние генератора. Работоспособность во время движения, прогресс зарядки АКБ.
• Оценка текущей мощности генератора. Амперметр показывает, хватает ли мощности для удовлетворения текущей нагрузки. Особенно важна эта характеристика, если на автомобиле установлена дополнительная техника, потребляющая электроэнергию, например, мощная акустическая система, инвертор 12-220V.
• Показатели потребления тока. Это позволяет понять, какой ток расходуется всеми потребителями в текущий момент времени.
• Реальная мощность оборудования. По амперметру без труда можно вычислить уровень потребления каждого прибора. Зная напряжение легко вычислить текущую мощность, время автономной работы и другие интересные данные.
• Зависимость между текущей нагрузкой и потреблением. Амперметр позволяет узнать, насколько сильно меняется уровень потребления при использовании того или иного оборудования. Так, например, можно выяснить, достаточно ли получает энергии АКБ во время работы двигателя.

Выше перечислены только наиболее важные функциональные возможности амперметра. Продвинутые модели предоставляют информацию еще о нескольких десятках ключевых характеристик автомобиля.

Теоретическая справка

Данный раздел предназначен для тех, кто не имеет должного представления о том, как работает амперметр. Далее будет представлена теоретическая информация об устройстве этого прибора, которая позволит лучше уяснить дальнейший материал. Если вы хорошо ориентируетесь в теме, можете пропустить этот раздел и сразу начать читать следующий.

Автомобильный амперметр состоит из двух элементов:

• Токовый шунт — небольшой проводник с фиксированным сопротивлением, которое получается путем подбора материала и сечения. Для калибровки шунта на нем делаются пропилы, благодаря чему увеличивается сопротивление.
• Сам прибор — по сути (да и конструктивно тоже), это простой вольтметр, откалиброванный под определенный шунт.

Амперметр, вопреки всеобщему заблуждению, определяет именно вольты (а не амперы). Сила тока определяется самим прибором, за счет подобранной особым образом шкалы (или алгоритма в случае с цифровыми моделями).

Работает прибор так. Шунт ставится в разрыв провода, по которому требуется сделать измерения. В шунте есть небольшое сопротивление (сотые доли ома), следовательно, напряжение немного снижается (пропорционально установленному сопротивлению). На разных концах провода получается разное напряжение. Благодаря этой разности и знанию сопротивления шунта, амперметр “подсчитывает” текущую силу тока (по закону Ома). Полученные значения выводятся на экран устройства с точностью до десятых, или даже сотых долей ампера.

В теории вычислить силу тока в конкретной цепи можно и без использования амперметра. Сделать это можно следующим образом:

• Обесточить сеть и выяснить сопротивление проводника на измеряемом участке (измеряется в Омах).
• Подключить ток и измерить падение напряжения на концах исследуемого участка.
• Вычислить силу тока с помощью закона Ома, то есть, напряжение разделить на сопротивление провода.

Однако описанный метод, во-первых, неудобный, а во-вторых, точность измерений будет минимальна. Сопротивление в большинстве случаев ничтожно мало и простые приборы (вроде обычного мультиметра) не дают необходимой точности. Специальные автомобильные амперметры в сотни раз более чувствительны, поэтому с высокой точностью измеряют даже малейшую разность напряжения.

Советы по выбору амперметра для автомобиля

Во многих магазинах можно найти китайские амперметры ценой в 200-400 рублей — такие приборы для использования в автомобиле не годятся. Они рассчитаны на небольшие токи и моментально сломаются при подключении в сеть автомобиля. Поэтому необходимо приобретать специально предназначенные для установки в бортовую сеть автомобиля приборы. В них шунты представляют собой толстые пластины из манганина (и других материалов, не меняющих свое сопротивление при нагреве), благодаря чему способны выдерживать солидные токи.

Рассмотрим основные критерии, по которым необходимо выбирать амперметр:

• Предел измерений силы тока. Необходимо, чтобы прибор мог измерять ток до 100 ампер. Если этот предел ниже, то такое устройство не подходит для использования в автомобиле. В то же время приобретать модель, рассчитанную на огромную силу тока (300 и более ампер) не имеет смысла. При увеличении максимальной нагрузки сильно снижается точность.
• Предельный ток шунта. В большинстве случаев производителями шунты подбираются под конкретную модель амперметра, а также на определенный максимальный ток.
• Направление измерения. От этого зависит оптимальный способ подключения (о них будет рассказано ниже). Для подсоединения методом АКБ-генератор оптимальный вариант — односторонняя модель. Для других способов следует приобрести более продвинутую модель, позволяющую измерять ток в любом направлении.
• Полярность прибора. Недорогие модели обычно подключаются на плюсовой, или на минусовой провод. Поэтому при выборе необходимо учитывать предполагаемый способ подключения. Альтернативный вариант – купить модель, которая позволяет подключаться к проводу любой полярности.
• Точность измерений. От этого показателя, в первую очередь, зависит стоимость амперметра. Однако для большинства автолюбителей точность до сотых долей ампера не нужна. Поэтому нет смысла переплачивать за повышенную точность.

Методы подключения автомобильного амперметра

Всего есть три основных варианта подключения амперметра к автомобилю. У каждого из них есть свои технические особенности, которые очень желательно знать заранее. Есть и менее популярные методы подключения амперметра, но они либо слишком сложные, либо результат не стоит затраченных усилий. Выбор оптимального способа подключения зависит от используемого прибора и поставленных задач.

Генератор-АКБ

Для реализации данного метода подойдет самый простой односторонний амперметр с плюсовой полярностью. При использовании такой схемы подсоединения мы получаем возможность контролировать ток, который поступает от генератора в АКБ и для питания приборов бортового компьютера. Однако вычислить показатели разряда (т.е. при неработающем моторе) невозможно.

Подключение происходит по следующей схеме:

1. Провод, подключенный на плюсовую клемму аккумулятора, отключается.
2. Получится разрыв сети, в который подключается шунт с учетом полярности (об этом обязательно должно быть сказано в инструкции к прибору).
3. К выходам шунта подсоединяются измерительные провода амперметра (как правило, они имеют небольшое сечение).
4. Для питания самого прибора к нему подводится бортовое напряжение 12В.
5. При необходимости такой разрыв можно создать около самого аккумулятора.

Важно! Созданный узел необходимо тщательно заизолировать, чтобы не допустить короткого замыкания в сети.

АКБ-потребители

Данная методика подключения значительно сложнее предыдущей, однако более функциональна, и позволяет получить больше сведений о текущей обстановке. Для реализации данного способа желательно иметь амперметр, работающий в обоих направлениях. В таком случае устройство позволит анализировать ток, который потребляют установленные в автомобили электроприборы. Шунт для такого способа также должен быть подходящим, то есть, предназначенным для установки к плюсовой клемме. Схема подключения выглядит следующим образом:

1. От плюсовой клеммы аккумулятора отсоединяются все провода, за исключением кабеля, который подключен к стартеру.
2. В этот разрыв подсоединяется шунт. Важно учитывать полярность и соблюдать маркировку (об этом будет написано в инструкции к прибору).
3. К шунту подсоединяются провода от амперметра.
4. Амперметр подключается к бортовой сети.
5. Провода изолируются во избежание короткого замыкания.

Необходимость использования двухстороннего амперметра при такой схеме подключения обусловлена тем, что односторонний прибор будет показывать только ток, используемый электроприборами. Двухсторонние модели показывают более полную информацию о сети. Поэтому описанный метод подключения является наиболее популярным.

Подключение амперметра на минусовую клемму

Такая методика подключения актуальна только в том случае, если имеющийся в наличии амперметр предназначен для подключения к минусовой клемме. Во всех остальных ситуациях рационально использовать один из перечисленных выше способов. Это связано с тем, что подключение к минусовой клемме скрывает в себе ряд неудобств:

• При запуске двигателя (это необходимо для измерений) есть вероятность выхода из строя амперметра.
• В большинстве случаев минус к амперметру подключается несколькими проводами.
• Для работы амперметра к нему необходимо подключить отдельное питание.
• Если вы точно уверены, что это единственный возможный метод, действуйте по следующему алгоритму:
• Отключается питание от минусовой клеммы аккумулятора.
• В разрыв устанавливается шунт. Параллельно нему подключается специальный размыкатель (идет в комплекте с амперметром).
• К слаботочным клеммам подключаются провода от амперметра.
• С помощью DC-DC интерфейса с гальванической развязкой подключается питание амперметра.
• Перед запуском двигателя изолируются созданная сеть.

Если в комплекте поставки размыкателя не оказалось, его можно заменить выключателем массы с отдельной кнопкой. Преобразователь не всегда входит в комплект, поэтому его точно придется докупать. Настоятельно не рекомендуем пользоваться дешевыми китайскими аналогами, в таком случае высока вероятность выхода из строя прибора. Необходимо иметь преобразователь, который точно выдержит имеющееся напряжение.

Альтернативный вариант измерения ампер в автомобиле

Рассмотрим еще один способ подключения амперметра к автомобилю. Он не требует встраивания прибора в сеть автомобиля, следовательно, проще. Однако и задачи, которые с помощью этого способа можно решить — весьма скромны. Понадобится для этого мультиметр и токовые клещи. Чтобы измерить, например, ток утечки, необходимо сделать следующее:

1. Заглушить двигатель и выключить всё электрооборудование (акустика, бортовой компьютер и так далее).
2. Включить мультиметр в режим амперметра.
3. Установить предел силы тока в 10 ампер.
4. Вставить плюсовой щуп в соответствующий интерфейс на устройстве.
5. Снять одну из клемм с аккумулятора и в полученный разрыв цепи подключить мультиметр в режиме амперметра.

В таком режиме прибор покажет ток, который потребляет сеть при выключенных основных потребителях. Измерить можно также потребление некоторых приборов, например, центрального замка, магнитолы, навигатора. Следует только помнить, что мощность измеряемого потребителя при использовании обычного мультиметра не должна превышать 100 Вт, иначе прибор попросту перегорит.

Важно! Во время проведения измерений тока описанным способом ни в коем случае нельзя пытаться запустить двигатель. Ток, который пойдет через мультиметр при работе стартера (более 100 А), неминуемо устроит эффектное шоу, после чего прибор можно будет уже и не восстановить. Для измерения тока стартера можно использовать только хорошие токоизмерительные клещи.

Подключение амперметра в автомобиле

В отличие от вольтметра, который просто подсоединяется к клеммам АКБ, подключение амперметра в автомобиле имеет массу особенностей. Во-первых, не каждый предлагаемый на рынке прибор подойдет. Во-вторых, стоят амперметры с шунтами на большие токи довольно дорого. В-третьих, в бортовой сети автомобиля присутствуют пусковые токи, пускать которые через шунт амперметра нельзя.

Однако после успешной установки амперметр, в отличие от того же вольтметра, окажется намного более интересным и информативным прибором. В этой статье подробно рассказано, зачем нужен данный прибор в машине, как он вообще работает, какими способами его можно подключить, как с ним работать. Также предлагается информация, позволяющая «прощупать» токи в цепях автомобиля, не устанавливая амперметр с шунтом.

Зачем амперметр в машине

Кто постарше, тот помнит, что некое подобие амперметра устанавливалось на отечественных автомобилях. Тот прибор работал «в обе стороны», и примитивно показывал, куда идет ток относительно АКБ – из нее, или к ней. По сути, амперметр служил лишь для того, чтобы контролировать, заряжается аккумулятор или наоборот – разряжается.

Современные же амперметры позволяют узнать о токах в автомобильных цепях намного больше информации. Это возможно благодаря тому, что приборы теперь цифровые, и могут показывать не только направление тока. По их показаниям можно узнать нагрузку с точностью до десятых долей ампера. А это существенно расширяет возможности прибора.

В данной статье речь не идет о тех приборчиках, которые являются аналогом советских стрелочных «амперметров». Сегодня они продаются в виде пластиковой коробочки с несколькими светодиодами разных цветов. Такие приборчики не измеряют силу тока. Они годятся только для того, чтобы понять примерно, заряжается АКБ, или же разряжается.

С помощью же цифрового амперметра в машине можно постоянно контролировать следующие параметры бортовой сети:

1. Ток заряда АКБ. Дает ясную картину того, как аккумулятор заряжается при разной степени заряженности, в зависимости от температуры за бортом, на холостых оборотах и так далее.
2. Ток разряда АКБ. Когда мотор (и генератор, соответственно) не выключен, реальное потребление тока из АКБ дает возможность вычислить время автономной работы.
3. Работоспособность генератора. Заряжает ли он АКБ, питает ли бортовую сеть во время движения.
4. Достаточность мощности генератора. Хватает ли способностей генератора для питания мощной нагрузки, например, подогрева чего-либо, внештатной акустики, инвертора на 220 В и прочего.
5. Потребление тока электрооборудованием. По амперметру всегда видно, какой ток расходуется на работу потребителей.
6. Зависимость между потреблением тока и включенной нагрузкой. Например, можно узнать, как изменяется потребление тока при включении особо «прожорливого» оборудования, не «обделяется» ли при этом АКБ и так далее.
7. Реальная мощность того или иного оборудования. С помощью точного амперметра легко можно вычислить, сколько тока потребляет какой-либо отдельный мощный прибор. Затем, зная напряжение бортовой сети в текущий момент, можно вычислить реальную мощность в ваттах.

Это далеко не все список возможностей встроенного в бортовую сеть амперметра. Например, если установлен точный прибор, то можно оценить даже токи утечки, когда машина находится на стоянке.

Немного теории об амперметре

Если вы хорошо представляете себе, как работает амперметр, то этот подраздел можно перескочить. Для тех же, кто не очень ориентируется в этой теме, предлагается краткая информация, которая поможет понять изложенный дальше материал, и избежать некоторых опасных ошибок.

Амперметр для автомобиля состоит из двух основных компонентов, а именно – токового калиброванного шунта и собственно самого прибора с электронной начинкой и дисплеем. Токовый шунт представляет собой короткий проводник строго определенного сопротивления. Этого добиваются путем подбора материала, длины и сечения. Чтобы откалибровать шунт, на нем делаются пропилы, за счет которых постепенно уменьшается сечение, а значит, увеличивается сопротивление.

Сам амперметр для автомобиля – это ни что иное, как обычный вольтметр, который откалиброван под конкретный шунт. То есть, амперметр измеряет не амперы (ток), как многие полагают, а вольты (напряжение). Силу тока же прибор только отображает на дисплее, получая данные о нем путем нехитрых математических вычислений, которыми «занимается» электронная начинка.

Работает же это все следующим образом. Шунт устанавливается в разрыв провода, протекающий ток по которому мы хотим измерять. Поскольку шунт имеет какое-то сопротивление (хоть и очень маленькое – доли одного ома), на нем падает некое напряжение. Это означает, что на его концах при протекании тока присутствует разность потенциалов (напряжение). Амперметр измеряет это напряжение и, «зная» точное сопротивление шунта, по закону Ома в режиме реального времени вычисляет силу тока. Результат этих вычислений отображается на дисплее в амперах и его долях (десятых или сотых, в зависимости от точности амперметра).

Абсолютно так же работает и амперметр в популярных сегодня мультиметрах. Внутри него есть шунт (толстая проволока), на концах которого прибор измеряет напряжение, преобразуя полученные значения в амперы.

Чисто теоретически ток в любом интересующем нас проводе можно измерить и без амперметра. Для этого, пока провод обесточен, нам надо узнать его точное электрическое сопротивление в омах. Затем, когда через него течет ток, измеряется напряжение на концах. Зная сопротивление участка цепи и падение напряжения на нем, легко вычислить и ток. Для этого напряжение надо поделить на сопротивление.

Но проблема в том, что сопротивление провода очень мало, и измерить его точно обычными бытовыми мультиметрами почти невозможно. То же самое касается и напряжения. Оно там настолько маленькое, что точности недорогих вольтметров просто не хватит. Автомобильные же амперметры – это очень чувствительные мили- или даже микро-вольтметры, которые это падение напряжения способны определить с высокой точностью.

Выбор амперметра для автомобиля

Сразу же стоит отметить, что те амперметры, которые продаются тоннами у китайцев, и стоят не более 3-5 долларов, для автомобиля не подойдут. Они не рассчитаны на большие токи, и моментально выйдут из строя. Для подключения в автомобиль продаются рассчитанные на это приборы с соответствующими шунтами в виде толстой металлической пластины с клеммами.

Такие амперметры бывают нескольких видов, и в этом вопросе крайне важно ориентироваться. Иначе ничего не заработает, а весьма недешевый прибор просто перегорит.

При выборе амперметра для автомобиля смотреть надо на такие характеристики:

1. Предел измерений прибора. Указывается в амперах. Пусковые токи в несколько сотен ампер мы измерять не будем, но порядка 50-100 А в интересующих нас цепях периодически присутствует.
2. Максимальный ток шунта. Как правило, шунты продаются к определенным моделям амперметров, поскольку для каждого прибора важно точное сопротивление этой детали. Для автомобиля (легкового) шунт должен быть рассчитан на ток не менее 100 А.
3. Направление измерений. Здесь все зависит от того, каким способом вы будете подключать амперметр в автомобиль. Если в разрыв цепи АКБ-генератор, то подойдет «односторонний амперметр. Если же вы хотите контролировать не только заряд, но и разряд АКБ, то нужен прибор, умеющий измерять и отображать ток в двух направлениях.
4. Полярность амперметра. На рынке присутствуют приборы, рассчитанные на подключение либо на минусовом проводе, либо на плюсовом. Они не являются взаимозаменяемыми, поэтому покупать надо в соответствии с выбранным способом подключения.
5. Точность прибора. Для обычных повседневных измерений вполне достаточно амперметра, способного измерять ток с точностью до одного ампера. Дополнительная точность – это весомый плюс к цене, а к функционалу плюсов почти нет.

Стоит также отметить, что на рынке без особых проблем можно найти амперметр и шунт к нему, рассчитанные на токи в сотни ампер. Это, с одной стороны, упростит монтаж и позволит «заценить» пусковые токи. С другой стороны, такое повышение предела измерений существенно скажется на точности, и вы не сможете провести другие, более интересные измерения.

Способы подключения амперметра в автомобиле

Существует всего три основных способа, как подключить амперметр в автомобиле. У этих схем есть вариации, которые при желании можно изучить отдельно. Выбор же из трех описанных способов зависит от того, какие цели вы преследуете, и какой прибор удалось найти за приемлемые деньги.

Амперметр в цепи генератор-АКБ

Для такого подключения подойдет амперметр, который умеет измерять ток только в одну сторону, а также рассчитанный на подключение к плюсовому участку цепи. При таком подключении можно будет контролировать ток, который выдается генератором для зарядки АКБ и питания электрооборудования. Ток разряда (при заглушенном двигателе) определить нельзя будет, даже если амперметр двухсторонний.

Подключение выполняется по следующему алгоритму:

1. От генератора отсоединяется провод, идущий на плюсовую клемму АКБ.
2. В полученный разрыв устанавливается токовый шунт с соблюдением полярности (согласно инструкции и маркировке).
3. К слаботочным выводам шунта подключаются провода, идущие к самому амперметру.
4. К амперметру подводится питание 12 В из бортовой сети.
5. Желаемый разрыв для установки шунта можно также создать непосредственно возле АКБ.

Поскольку через шунт будет проходить плюс бортовой сети, во избежание короткого замыкания крайне рекомендуется тщательно заизолировать созданный узел.

Амперметр в цепи АКБ-потребители

Такой способ подключения ненамного сложнее предыдущего, а вот функционал существенно расширяется. Особенно, если приобрести амперметр, умеющий измерять ток в двух направлениях. Такой прибор позволит видеть не только ток от генератора, но также ток разряда и точный ток, потребляемый электрооборудованием автомобиля. Соответственно, шунт для амперметра для этого способа подключения должен быть предназначен для установки на плюсовую линию.

Алгоритм подключения амперметра в машину:

1. На плюсовой клемме АКБ отсоединяются все провода, кроме того, что идет на стартер (это крайне важно).
2. В полученный разрыв устанавливается токовый шунт с соблюдением полярности согласно схеме и маркировке.
3. К шунту подключаются слаботочные провода к амперметру согласно инструкции.
4. Для самого амперметра обеспечивается питание от бортовой сети.
5. Созданный узел тщательно изолируется.

Если при таком способе подключения использовать односторонний амперметр, то он будет отображать только тот ток, который потребляется электрооборудованием автомобиля. Двусторонние же приборы позволят видеть и ток заряда, и ток разряда.

Данный способ является наиболее распространенным, так как наиболее полно раскрывает возможности установленного амперметра.

Другие способы подключения амперметра (на «минус»)

Встречаются также ситуации, когда рассчитанный на подключение в плюсовую линию амперметр найти за приемлемые деньги не получается. В таких случаях можно приобрести «минусовый» прибор, но его подключение подразумевает сразу две сложности. Во-первых, минус от АКБ может быть подключен к массе автомобиля несколькими проводами, а нужен только один, через который идет весь ток. Во-вторых, через этот самый минусовый провод при запуске двигателя течет пусковой ток, который способен сжечь амперметр. В-третьих, для такого амперметра требуется отдельное питание.

Потому, для подключения подобных амперметров применяется следующий метод:

1. Отсоедините от АКБ минусовую клемму.
2. В полученный разрыв установите токовый шунт амперметра.
3. Параллельно шунту установите размыкатель, который позволит на время запуска двигателя разгрузить шунт.
4. Подключите к слаботочным клеммам шунта измерительные провода к амперметру согласно инструкции.
5. Для питания шунта используйте DC-DC преобразователь напряжения 12 В -12 В с гальванической развязкой.
6. Тщательно заизолируйте созданные узлы.

В качестве размыкателя в пункте №3 можно использовать классический выключатель массы с предусмотренной отдельной кнопкой, которая выводится в салон автомобиля. Преобразователь напряжения из пункта №5 в обилии продается у китайцев. При его выборе важно обратить внимание на характеристики по напряжению, а также на наличие гальванической развязки (если подать питание на такой амперметр напрямую, он моментально выйдет из строя).

Альтернатива подключению амперметра в автомобиле (клещи)

В качестве заключения кратко рассмотрим, как можно обойтись без встраивания амперметра (поскольку не так уж и просто это сделать), и измерить интересующие нас токи. Для измерения токов утечки достаточно обычного мультиметра. Для других измерений понадобятся токовые клещи. Конечно, их стоимость мало кого обрадует, но поверьте, хороший качественный амперметр с шунтом для автомобиля обойдется не дешевле.

Чтобы измерить токи утечки, необходимо мультиметр включить в режим амперметра с пределом до 10 А, не забыв переставить плюсовой щуп в соответствующий разъем на приборе. Амперметр включается в разрыв между АКБ и одной из отсоединенных от него клемм. Показания прибора – это и есть токи утечки. Внимание! Описанную процедуру проводить только при выключенном двигателе и электропотребителях. Запускать двигатель или включать мощную нагрузку (фары, внештатную акустику, печку), пока амперметр находится в цепи – категорически нельзя.

Ну а чтобы измерить ток холодной прокрутки (пусковой ток стартера), заряда и разряда АКБ, потребление энергии приборами, достаточно прикупить токовые клещи. Работать ими очень просто. Клещами нужно оцепить провод, по которому протекают интересующие нас токи. Например, чтобы измерить пусковой ток, клещи устанавливаются на плюсовой провод, идущий к стартеру. Остальные параметры можно измерить, установив прибор в местах, в которых устанавливается токовый шунт из описанных в статье способов.