示波器的電流探頭如何測量直流電流大小

電流探頭分很多種，當(dāng)然，那種只能測交流（嚴(yán)格點(diǎn)：中高頻電流）的探頭，應(yīng)該都是交流互感器的原理，這樣的探頭結(jié)構(gòu)簡單，當(dāng)然性能也一般，價(jià)格也不高。

如果要測量電流中的直流（嚴(yán)格點(diǎn)：超低頻）成分，則必須對靜磁場做出反應(yīng)，互感器顯然是不行的，必須使用霍爾元件（其實(shí)還有一種磁通門技術(shù)）。霍爾元件檢測直流有兩種方案，一是如下圖：

原邊電流激勵(lì)出磁場被霍爾元件檢測到，然后根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度和電流強(qiáng)度成正比，推算出原邊電流，但是這種方案受霍爾元件線性度限制，精度較差。二是只把霍爾元件當(dāng)作檢測磁場有無的工具，這樣就擺脫了霍爾元件輸出精度對測量精度的影響（嚴(yán)格點(diǎn)：offset偏移誤差消除不了，只能定期做0點(diǎn)校準(zhǔn)），如下圖：

注意運(yùn)放驅(qū)動(dòng)的是圖騰柱擴(kuò)流電路，擴(kuò)流電路又去驅(qū)動(dòng)副邊線圈。根據(jù)運(yùn)放特性很容易知道，只要霍爾元件輸出不為零（磁環(huán)中有磁場），運(yùn)放就會(huì)驅(qū)動(dòng)擴(kuò)流器，擴(kuò)流器給副邊線圈電流，然后原邊電流和副邊電流激勵(lì)出的磁場大小相等，方向相反，于是霍爾元件輸出為零。當(dāng)然線圈方向不要搞錯(cuò)了，否則變成此閉環(huán)變成正反饋，那就失控了。圖上面把副邊電流接了個(gè)電阻，是為了把電流信號轉(zhuǎn)成電壓信號。這兩種方案適用于中低頻電流檢測，精度上方案二較好，頻響上無明顯差異，最低當(dāng)然是DC直流，最高（-3dB點(diǎn)）也就是200kHz，常見的是100kHz。商品化的電流探頭一般可以做到DC-50MHz，霍爾元件電流傳感器不可能有這么高的頻響，PRBTEK認(rèn)為這種探頭是霍爾和互感器的結(jié)合，即低頻段由霍爾檢測，高頻段互感器檢測（類似音響的高中低音喇叭）。這種探頭都是有源的，一方面是霍爾需要電源，另一方面是可能有濾波器和模擬運(yùn)算電路負(fù)責(zé)把高低頻檢測電路有機(jī)地結(jié)合起來。

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