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您测量电流的方法用对了吗?

电流的准确丈量测试结果至关紧张,但想要准确丈量电流就必要选用相宜的电流探头与精确的测试措施。本文跟您说说电流丈量那些事儿,并带您懂得ZLG致远电子的测试规划。

在日常的计量测试事情中,电流是一个相称紧张的丈量值。和应用采样电阻孕育发生压降的要领丈量电流比拟,电流探头只需把导线完全绕在探头磁芯上就可以实现电流测试。这种要领不必要断开电源来连接,可以在不破坏导线的环境下丈量流经导线的电流,应用十分便捷。此外,电流探头与电压探头共同应用能够测试功率、相位等数据,这对付电气设计来说是异常故意义的。

一、电流探头的道理

常用电流探头有霍尔传感器和丈量电流磁场两种类型。

霍尔效应传感器是一种根据磁场变更输出电压的换能器,其电流探头一样平常是丈量直流或低频旌旗灯号的。此类电流探头是使用补偿道理实现丈量的,丈量范围可借助于补偿放大年夜器, 经由过程改变转移阻抗加以改变。

电流互感器类型的电流探头只能用于丈量交流电流,常用于高频丈量。互感器核心内的交流电流在核心内孕育发生磁场,然后在第二绕组电路中引出电流,并被馈送至丈量仪。第二绕组的感应电压将与主要绕组电流成正比。电流卡环是将线圈绕组绕制在导磁率较高的磁性材料上, 当被测电流较大年夜时, 存在磁饱和问题。为了进行正确丈量,必要有时对探头进行消磁,并在消磁后补偿探头上保留的任何直流偏移。

现在常见的技巧是混杂交流/直流电流探头,在一个探头内整合了用于丈量直流和低频的霍尔效应传感器元件以及丈量交流的电流互感器。

图1 霍尔效应传感器类型

图2 电流互感器类型

图3 混杂霍尔效应传感器和电流互感器类型

二、ZCP0030-50电流探头

我司研发的ZCP0030-50电流探头是混杂交流/直流型,可以丈量直流/交流电流,丈量模拟带宽50MHz,丈量精度可达1%。这款探头有30A和5A两个量程,电传布输比分手为 0.1V/A 和 1V/A,主要用于丈量马达开关电源逆变器、节制器、传感器、放大年夜器的瞬时电流等。

图4 ZCP0030-50外不雅图

三、ZCP0030-50电流探头机能测试

ZCP0030-5电流探头机能参数测试包括17项功能指标和1项机能指标,综合精度、带宽、上升光阴、分辨率和噪声等测试。测试结果如下表所示。

图5 ZCP0030-50 测试结果表

1、直流精度测试

校准源输出不合的被测电流值,应用六位半万用表读取电流探头的相应电压值。从测试的数据可知,ZCP0030-50在量程范围内的直流精度为±1%±1mV。

图6 直流精度测试表

2、上升光阴测试

旌旗灯号发生器输出上升光阴5ns的方波,示波器丈量颠末电流探头后的上升波形光阴。测试结果显示为8.5ns,这个测试光阴包括旌旗灯号发生器本身的上升光阴和示波器探头的上升光阴。电流探头实际的上升光阴使用以下公式谋略。

图7 ZCP0030-50上升光阴

3、方波相应测试

方波相应主要用来测试电流探头幅频相应特点。电流探头能够完备的重现方波波形,不呈现畸变,阐明探头的幅频相应平坦。

旌旗灯号发生器输出电流峰峰值100mA,频率分手100KHz、1MHz的方波,示波器显示相对应的方波波形。从图中可知,在测试1MHz的电流方波时,探头的整体方波相应的波形基础上没有畸变,波形对照平坦,没有发生倾斜。

图8 100kHz方波相应测试

图9 1MHz方波相应测试

4、噪声测试

噪声是电流探头的紧张参数,噪声的大年夜小直接影响到探头的分辨率,噪声越小,分辨率越高。应用示波器测试电流探头的实际噪声,测试结果峰峰值小于10mA,交流有效值小于1mArms。

图10 电流探头噪声测试

四、精确应用电流探头

1、电流探头最大年夜量程

电流探头有两个最大年夜额定电流:继续电流,峰值电流。测试电流跨越任何一个都邑使电流探头饱和并磁化探头从而导致丈量结果差错。

必要留意的是最大年夜电流会跟着频率的增添而减小,继续测试跨越对应频率的最大年夜电流会导致探头毁坏。我司ZCP0030-50电流探头可测最大年夜继续电流为30Arms,在测试带宽50MHz处为2Arms。

图9 测试频率与最大年夜额定电流关系

2、测试不继续电流

测试不继续电流时要把稳电流探头的安然测试最大年夜光阴,需斟酌以下几个身分:最大年夜峰值电流、情况温度、测试带宽。留意:当测试电流大年夜小即是峰值电流或者靠近峰值电流时探头的头部会发烧。

3、探头进行在线消磁

因为电流互感器存在磁饱和问题,探头消磁可以有效地对由残留的直流磁场引起的掉调电压进行补偿。当没有电流流过的导线嵌在缄口中时,在大年夜部分环境下,都可以进行在线消磁。

4、前进丈量灵敏度

应用电流探头测试小电流的精度与示波器垂直噪声大年夜小有关。示波器可以进行以下设置削减垂直噪声:开启带脱期制滤波器、设置高分辨率采集模式或者匀称模式。

此外,经由过程在探头上萦绕纠缠多匝被测导体来前进丈量灵敏度。此时旌旗灯号的强度将按照被测导体在探头上萦绕纠缠的匝数倍增。因为多萦绕纠缠几圈会增添探头的插入阻抗,探头的带宽也会低落,此措施得当丈量直流旌旗灯号或小幅度的低频交流旌旗灯号。

五、总结

在计量测试、电子设计中,电流探头的感化是其他探头无法代替的。应用电流探头和示波器可以异常简便地丈量电流,精确、规范地应用电流探头对付丈量精度是十分紧张的,此外示波器的垂直噪声也会阴碍进行正确的低电平电流丈量。

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