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电流探头的主要功能

更新时间:2023-06-12  |  点击率:621

电流探头是根据法拉第原理设计的用来测量导线中干扰电流信号的磁环,本质上是一个匝数为1的变压器,使用电流能够测量流经导线的电流大小,电流探头分为AC/DC电流探头以及AC电流探头,前者可以测量直流电流的大小,后者只能测量交流电流的大小。


主要功能

流以导线的电流会导致在导线周围菜成电磁通量场。电流探头是为传感这个磁通量场的场强而设计的,并把它转换成电压,以使用示波器进行测量,使用示波器查看和分析电流波形。在与示波器的电压测量功能相结合使用时,电流探头还可以进行各种测量,根据示波器的波形数字运算功能,这些测量可以包括瞬时功率,真实功率,视在功率和相位。

示波器的电流探头基本上分成两类:AC电流探头和AC/DC电流探头,AC电流探头通常是无源探头,AC/DC电流探头通常是有源探头,这两种类型都采用相同的转换原理,就是感应导线中电流(AC).

要进行转换,必须先有电流流经导线,根据电流流动的幅度和方向构建消除磁通量场,在这个场中放一个线圈时,变化的磁通量场会通过简单的转换操作,在线圈中引起电压,这种转换损人和是AC电流探头的基本。

AC电流探头头部实际就是一个线圈,在这个线圈缠在磁芯上,当这个探头头部保持在所选方向及接近承载AC电流的导线时,探头会输出一个线性电压,这一电压与导线中电压的比例有关,这种电压可以在示波器上显示为电流刻度的波形

AC电流探头的带宽取决于探头线圈和设计和其它因素,带宽可以高达1 GHz。但是,比较典型的带宽低于100MHz。

在任何情况下,AC电流探头还有一个低频截止点,这包括直流(DC),直流不会引起变化的磁通量场,因此不会引起转换动作,另外在非常接近DC的频率上,磁通量场变化速度不足以能够实现变换动作,但是,可以在探头带宽范围内产生转换动作,进行衡量输出,另外,根据探头线圈的设计,带宽的低频可能会低达到 0.5 Hz 或 1.2 kHz。

对带宽始于DC附近的探头,检测DC,得到带宽从DC开始,扩展到规定频率上限3DB点的AC/DC探头,这类探头至少要求一个电源,根据探头设计,还可能会要求电流探头放大器以组合和调节AC和DC电平,提供单一的输出波形。

从本质上来看,电流探头的工作方式类似于转换器,传感的电流导线是一圏线圈,来自这个单线圈的电流会转换成与线圈比率的多线圈探头输出电压,同时,探头的阻抗作为串联插入阻抗转换回到导线上,大多数情况下,电流探头插入阻抗很小,产生的负载可以忽略不计。

电流探头有两种形式,一种特定的探头类型,称为分芯探头,这类探头的线圈放在U型芯上,他带有铁氧滑块,滑块盖住U形顶部,这类探头的优点在于,铁氧体滑块可以收缩,使得探头能够方便的卡在测量电流的导线上,在测量完成时,必须断开被测导线,在导线穿过转换器,然后重新把导线连接在电路上,才能安装这些转换器,实芯探头的主要优势是它们体积很小,提供快的频响,可以测量快速、低幅度电流脉冲和AC信号,分芯电流探头是很常用的探头类型,其分为AC型和AC/DC型。