是根據法拉第原理設計的用來測量導線中干擾電流信號的磁環,本質上是一個匝數為1的變壓器。使用電流探頭能夠測量流經導線的電流大小。電流探頭分為AC/DC電流探頭以及AC電流探頭。前者可以測量直流以及交流電流的大小,后者只可以測量交流電流的大小。
示波器電流探頭量程
主要功能:流經導線的電流會導致在導線周圍形成電磁通量場。電流探頭是為傳感這個磁通量場的場強而設計的,并把它轉換成相應的電壓, 以使用示波器進行測量。 這允許使用示波器查看和分析電流波形。在與示波器的電壓測量功能相結合使用時, 電流探頭還允許進行各種功率測量。 根據示波器的波形數學運算功能,這些測量可以包括瞬時功率、真實功率、視在功率和相位。
示波器電流探頭量程基本上分成兩類:即AC 電流探頭和AC/DC 電流探頭,AC 電流探頭通常是無源探頭,AC/DC 電流探頭通常是有源探頭。 這兩種類型都采用相同的轉換原理就是感應導線中的電流(AC)。
要進行轉換, 必須先有電流流經導線, 根據電流流動的幅度和方向構建和消除磁通量場。在這個場中放一個線圈時,如圖1所示,變化的磁通量場會通過簡單的轉換操作,在線圈中引起電壓。這種轉換操作是 AC 電流探頭的基礎。
AC 電流探頭頭部實際上是一個線圈, 這個線圈纏在磁芯上。 當這個探頭頭部保持在zhi定方向及接近承載 AC 電流的導線時,探頭會輸出一個線性電壓,這一電壓與導線中電壓的比例是已知的。這種與電流有關的電壓可以在示波器上顯示為電流刻度的波形。
AC 電流探頭的帶寬取決于探頭線圈的設計和其它因素。帶寬可以高達1 GHz。但是,比較典型的帶寬低于100MHz。
在任何情況下,AC 電流探頭還有一個低頻截止點,這包括直流(DC), 因為直流不會引起變化的磁通量場, 因此不會引起轉換動作。另外在非常接近DC的頻率上,如0.01 Hz,磁通量場變化速度不足以能夠實現變換動作。但是,可以在探頭帶寬范圍內產生轉換動作,進行衡量的輸出。另外,根據探頭線圈的設計,帶寬的低頻可能會低達到 0.5 Hz 或 1.2 kHz。
對帶寬始于DC 附近的探頭, 可以在探頭設計中增加霍爾效應設備,檢測DC。其結果是得到帶寬從DC 開始、擴展到規定頻率上限 3 dB 點的 AC/DC 探頭。這類探頭至少要求一個電源,霍爾效應設備進行 DC 傳感。根據探頭設計,還可能會要求電流探頭放大器,以組合和調節 AC 和 DC 電平,為在示波器上進行查看提供單一的輸出波形。
從本質上看, 電流探頭的工作方式類似于緊密耦合的轉換器。對標準操作, 傳感的電流導線是一圈線圈(N1)。來自這個單線圈的電流會轉換成與線圈比率成比例(N2/N1)的多線圈(N2)探頭輸出電壓。同時,探頭的阻抗作為串聯插入阻抗轉換回到導線上。這種插入阻抗與頻率相關,其1MHz 值一般位于30 - 500M? 的范圍內,具體視探頭而定。在大多數情況下,電流探頭的插入阻抗很小,產生的負載可以忽略不計。
電流探頭有兩種形式,一種特定的探頭類型,稱為分芯探頭。這類探頭的線圈放在"U"形芯上, "U"形芯帶有一鐵氧體滑塊,滑塊蓋住 "U" 形頂部。這類探頭的優點在于,鐵氧體滑塊可以收縮,使得探頭能夠方便地卡到測量電流的導線上。在測量完成時,滑塊可以收縮,探頭可以移到其它導線上。另外一種電流探頭是實芯電流轉換器。這些電流轉換器完wan全繞在被測導線上。結果,必須斷開被測導線,把導線穿過轉換器, 然后重新把導線連接到電路上, 才能安裝這些轉換器。 實芯探頭的主要優勢是它們體積非常小, 提供了非??斓念l響,可以測量快速、低幅度電流脈沖和 AC信號。 分芯電流探頭是zui常用的探頭類型, 其分為AC 型和AC/DC 型。所以后面的規格參數介紹,將以分芯電流探頭為主進行介紹。
規格參數:電流探頭也可以叫做電流鉗,它提供一種安全、成本效益、簡單和精確的途徑測量電流。它們那個在不斷開電路的情況下就可以測量電流。電流鉗的鉗口可以打開,包圍住導體形成一個磁場環。進而測量電流大小。在實際應用當中電流探頭也有許多的參數需要注意。
1、標稱電流:標稱電流是電流鉗所能測量的最大電流,在實際應用當中是不允許長時間測量這樣的電流。單位是安培A,且分為直流和交流。
2、量程:量程也就是該電流探頭所能測量的電流范圍,單位是安培A,且分為直流和交流。
3、頻率范圍:頻率范圍是電流探頭保證精度下所能正常的工作范圍。單位是赫茲Hz。AC電流探頭有一個最小頻率和最大頻率,AC/DC電流探頭的頻率從0到最大頻率。
4、分辨率:電流探頭的分辨率是zhi該探頭所能測量的最小電流。單位是安培A。
5、工作溫濕度:電流探頭在標準精度下工作時對環境溫度以及濕度的要求范圍。
6、最大導體尺寸:最大導體尺寸指的是該電流探頭所能測量的導線的直徑最大值,也就是鉗口完整閉合后能夠包圍住的導體尺寸。單位是毫米mm。
7、安培秒乘積:安培秒乘積也叫作額定最大峰值脈沖電流。定義了任何電流探頭線性操作的最大極限。對電流脈沖,這一乘積定義為平均電流幅度乘以脈寬。在超過安培秒乘積時,探頭線圈的芯材會變得飽和。由于飽和的芯不能處理更多的電流感應的通量,因此在電流輸入和電壓輸出之間不再成heng定的比例。安培秒乘積是電流探頭的一個重要參數。單位是安培乘以秒。
8、輸出連接器:電流探頭能夠測量導線中電流的大小,測量的電流轉換為電壓的大小在通過線纜連接至示波器。只有與示波器輸入通道匹配的接口才能進行連接。電流探頭的輸出接口一般是BNC接口,但也有其他接口類型。