羅氏探頭測量誤差的原因及解決方法

脈沖電流測試有幾個非常關鍵的詞-方便-安全-正確。從使用上用戶需要方便，不能太麻煩的拆裝，太費時費力的測試效率太低，比如閉環(huán)的霍爾探頭拆裝就是一個非?？简烍w力的活，羅氏探頭是快插式閉環(huán)，可以完全不改變電路的情況下，直接穿線測試電流！

另外功率電子的特點就是高壓，大電流，強磁場環(huán)境，測試不能保證安全，所有的方便和精度都無從談起，所以浮地絕緣的測量非常非常重要，羅氏探頭最大隔離電壓達到10KV，電池供電，非接入式實際隔離測量，應付99%的應用是妥妥的安全感；

前面所提到的方便和安全只是做測試的基本要求，對于做實驗來講，最終的結果是想拿到數(shù)據(jù)準確，穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)或波形，所以數(shù)據(jù)正確是電流測試的最根本需求！

從探頭規(guī)格書所展示的精度，通常都非常保守，定規(guī)在+/-2%,線性度通常為+/-0.05%，某些品牌探頭還允許用戶進行零點調整-ZERO ADJ來修正測試精度，比如IWATSU的SS系列羅氏探頭全都支持調零功能。

實際上，我們跟用戶的交流中發(fā)現(xiàn)，工程師通常對探頭的規(guī)格書精度都比較了解，大部份使用精度都在1%左右，但也有特例使用時會有些情況下發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)會超過規(guī)格書范圍，甚至達到5%左右，除了探頭確實損壞外，一般通常有以下幾個方面的原因造成，下面我們就花點時間來叨叨羅氏探頭誤差的這些事：

1、大量程探頭測量小幅值信號：比如用6000A量程的探頭測量60A左右的電流信號，量程/實際信號比達到了100：1，這樣會產生非常大的量化誤差及示波器無法對過小信號進行正確解析導致！比如IWATSU SS-627的電流量程為3000A，其伏安比為2mv/A，假設我們用SS-627去測量30A的電流，即示波器實際獲得的信號僅為2mV*30=600mV，大家使用示波器時會發(fā)現(xiàn)示波器測量紋波非常難，對于羅氏探頭的使用是同樣的道理。

所以建議工程師們選擇探頭時，應考慮量程適當性及經(jīng)濟性，建議實際量程應約為測量值3倍左右或以內。

2、錯誤的使用方法：我們發(fā)現(xiàn)有部份用戶因為對探頭的了解比較少，所以使用羅氏探頭時，使用了錯誤的過線方法，導致人為出現(xiàn)了測試誤差。為了說明這個問題，我們來建立一個實驗，使用100A的脈沖電流分別通過羅氏探頭的3個不同區(qū)域，通過數(shù)據(jù)來確認一下誤差的區(qū)別！實際數(shù)據(jù)顯示，在3號區(qū)域時，誤差達到6%！

產生誤差的原因是因為3號區(qū)域為線圈閉合的連接處，這個位置的感應線圈實際形成了空隙，不能對被測電流所產生的磁通量完全捕獲，漏磁產生了，誤差自然也就產生了！

將被測電流線以三種不同的方式通過羅氏探頭SS-284A的線圈位置！

示波器顯示1，2號區(qū)域電流值分別為99.7A及101A，誤差在1%內；但3號區(qū)域的電流值達到了106A，誤差達到6%，所以實際上我們應該避免在3號區(qū)域進行測試。

3、低頻截止頻率帶來的時間的延時誤差：羅氏探頭通常是用來測量脈沖或高頻交流信號，信號的Trise和Tfall時間通常非常重要，但實際上非常多的工程師發(fā)現(xiàn)使用羅氏探頭在測量不同脈寬信號時反映出波形誤差非常明顯，出現(xiàn)“負電流”的情況，一時找不到實際測試的好案例（客戶數(shù)據(jù)不方便發(fā)表），那我們以一個方波來驗證不同型號探頭的實際參數(shù)。

從上圖看，實際波形在不同型號探頭呈現(xiàn)不同的測試數(shù)據(jù)，這是為什么？

原因是所有以互感方式得到電流波形的傳感器都會有的一個特點-下降特性（Droopping），下降特性是指脈沖波形上升至頂部，經(jīng)過一定時間后的衰減量，通常用%/mS表示，如1mS后的衰減量為5%，會表示為Droopping=5%/mS.

影響這個指標的關鍵原因是羅氏探頭的低頻截止頻率，通常我們希望羅氏探頭的帶寬越高越好，但不太關心低頻截止頻率，這樣選型就會導致后面測量脈寬比較寬的波形時，出現(xiàn)嚴重的下降特性！

關于為何羅氏探頭測量高頻電流會出現(xiàn)誤差，您了解到了嗎？如您還有其他使用問題歡迎登錄普科電子。

審核編輯：湯梓紅