PRBTEK分享電流探頭的具體作用

電流探頭是根據(jù)法拉第原理設(shè)計的磁環(huán)，用來測量導(dǎo)體中的干擾電流信號，本質(zhì)上是一個一匝的變壓器。電流探針可用于測量流經(jīng)導(dǎo)線的電流。電流探頭分為交流/DC電流探頭和交流電流探頭。前者可以測量DC和交流電流的大小，后者只能測量交流電流的大小。

流過導(dǎo)線的電流會在導(dǎo)線周圍形成一個電磁通量場。電流探針用于感測。

這個磁通量場被設(shè)計并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓，以便用示波器測量。這樣就可以用示波器觀察和分析電流波形。當(dāng)與示波器的電壓測量功能結(jié)合時，電流探頭還允許各種功率測量。根據(jù)示波器的波形數(shù)學(xué)運算功能，這些測量可以包括瞬時功率、有功功率、視在功率和相位。

示波器的電流探頭基本分為兩類：交流電流探頭和交流/DC電流探頭。交流電流探頭通常是無源探頭，交流/DC電流探頭通常是有源探頭。兩種類型使用相同的轉(zhuǎn)換原理，即感應(yīng)導(dǎo)體中的電流(AC)。

為了進(jìn)行轉(zhuǎn)換，首先必須有電流流過導(dǎo)體，并且必須根據(jù)電流的幅度和方向來構(gòu)造和消除磁通量場。當(dāng)一個線圈放在這個磁場中，如上圖所示，變化的磁通場通過簡單的轉(zhuǎn)換操作就會在線圈中引起電壓。這種轉(zhuǎn)換操作是交流電流探頭的基礎(chǔ)。

交流電流探頭的頭部實際上是一個線圈，纏繞在磁芯上。當(dāng)探頭保持在指定的方向上，并靠近載有交流電流的導(dǎo)體時，探頭將輸出一個線性電壓，這個電壓與導(dǎo)體中電壓的比值是已知的。這個與電流相關(guān)的電壓可以在示波器上顯示為電流刻度的波形。

交流電流探頭的帶寬取決于探頭線圈的設(shè)計和其他因素。帶寬可高達(dá)1GHz。然而，典型帶寬低于100MHz。

在任何情況下，交流電流探頭也有一個低頻截止點，其中包括直流電流(DC)，因為DC不會引起磁通場的變化，所以不會引起開關(guān)動作。此外，在非常接近DC的頻率下，例如0.01Hz，磁通量場的變化速度不足以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換動作。然而，可以產(chǎn)生轉(zhuǎn)換動作并在探頭帶寬內(nèi)測量輸出。此外，根據(jù)探頭線圈的設(shè)計，帶寬的低頻可能低至0.5Hz或1.2kHz

對于帶寬開始于DC附近的探針，可以將霍爾效應(yīng)設(shè)備添加到探針設(shè)計中以檢測DC。結(jié)果，獲得了帶寬從DC開始并延伸到指定頻率的上限為3dB的點的AC/DC探針。這種探頭至少需要一個電源，霍爾效應(yīng)器件進(jìn)行DC傳感。根據(jù)探頭設(shè)計，可能還需要電流探頭放大器來組合和調(diào)整交流和DC電平，以提供單一輸出波形，供示波器查看。本質(zhì)上，電流探頭就像一個緊密耦合的轉(zhuǎn)換器。對于標(biāo)準(zhǔn)操作，感應(yīng)電流導(dǎo)體是線圈(N1)。來自該單線圈的電流將被轉(zhuǎn)換成與線圈比(N2/N1)成比例的多線圈(N2)探頭輸出電壓。同時，探頭的阻抗作為串聯(lián)插入阻抗轉(zhuǎn)換回導(dǎo)體。這種插入阻抗與頻率有關(guān)，其1MHz值一般在30-500m？在的范圍內(nèi)，取決于探頭。大多數(shù)情況下，電流探頭的插入阻抗很小，產(chǎn)生的負(fù)載可以忽略。

目前的探針有兩種類型，一種是特定探針類型，稱為裂芯探針。這種探頭的線圈放置在一個U形磁芯上，鐵氧體滑塊覆蓋在U形磁芯的頂部。這種探頭的優(yōu)點是鐵氧體滑塊可以收縮，這樣探頭就可以很方便的粘在導(dǎo)線上測量電流。測量完成后，滑塊可以收縮，探針可以移動到其他焊線。另一種電流探頭是固體電流轉(zhuǎn)換器。這些變流器完全纏繞在被測導(dǎo)體上。因此，在安裝這些轉(zhuǎn)換器之前，被測電線必須斷開，穿過轉(zhuǎn)換器，然后重新連接到電路。實芯探頭的主要優(yōu)點是體積非常小，頻率響應(yīng)非?？欤梢詼y量快速低幅電流脈沖和交流信號。迄今為止，分裂芯電流探頭是最常用的探頭類型，分為交流式和交流/DC式。因此，以下規(guī)格和參數(shù)將主要針對分裂芯電流探頭進(jìn)行介紹。

電流探頭雖然不如示波器的電壓探頭常見，但其作用是其他探頭無法替代的。它可以在不損壞導(dǎo)線的情況下測量流經(jīng)導(dǎo)線的電流。當(dāng)電流探頭與電壓探頭一起使用時，它可以測試功率和相位等數(shù)據(jù)。這對測試測量系統(tǒng)非常有用。

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審核編輯?黃宇