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怎樣判斷測試項目是否需要高頻交直流電流探頭?

PRBTEK ? 來源:PRBTEK ? 作者:PRBTEK ? 2023-06-06 09:36 ? 次閱讀

探頭是一種物理連接和電氣連接在示波器測試點之間的設(shè)備。探頭實際上是一個傳感器。大多數(shù)探頭都是電壓傳感器。探頭將電壓信號傳輸?shù)绞静ㄆ髦小W詈螅覀兛梢栽谑静ㄆ魃峡吹叫盘枴?/p>

然而,一些朋友可能不知道示波器不能直接測量電流。當(dāng)我們想用示波器測量電流時,我們必須使用電流傳感器將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,然后輸入示波器。這種傳感器是電流探頭。有時我們會遇到一些人購買示波器,收到儀器后,然后問如何測量電流,告訴測量電流需要電流探頭,對方突然意識到。因此,首先要知道的是,用示波器自帶的無源探頭測量電流信號是不可行的,必須使用電流探頭。

一些朋友還反映,是否可以串聯(lián)一個精度高、電阻小的取樣電阻,然后通過測量電阻兩端的電壓來計算電流?這種精度要求低的直流電也可以考慮其可行性,但電阻取樣由于功率損壞、加熱、低信噪比,觀察高頻電流會被噪聲淹沒,不隔離,顯然電流探頭是最佳選擇。

在這里,我們將普及一個額外的小知識。在選擇電壓探頭時,我們將考慮電壓探頭加入被測電路對被測電路的影響,如由共同問題引起的短路現(xiàn)象。但由于電流探頭的連接方式不破壞導(dǎo)體,也不需要直接物理接觸被測電路,而是采用感應(yīng)測量,因此沒有類似的隔離問題,是一種更安全的測量方法。

第二點是,并不是所有的電流探頭都能同時測量直流電和交流電。電流探頭可分為AC電流探頭和AC/DC電流探頭。前者只能測量交流電,如羅氏線圈;后者可以同時測量直流電和交流電。一般按可測信號頻率分為低頻交流電流探頭和高頻交流電流探頭。

由此可見,交直流電流探頭的選擇也與被測信號的頻率有關(guān)。低頻交直流電流探頭只采用霍爾效應(yīng),屬于開環(huán)霍爾電流傳感器,線性差,精度差,對高頻信號無能為力。除霍爾效應(yīng)外,高頻交直流電流探頭采用電磁感應(yīng)原理捕獲高頻信號。除了低頻信號,高頻信號也很方便,精度相對較高。因此,如果不考慮成本,測量的電流大小在需求范圍內(nèi),高頻交直流電流探頭是最佳解決方案。

對于電流探頭可測電流的大小,電流探頭將標記得非常清楚,那么,如何根據(jù)被測信號的頻率特征來選擇是否需要高頻電流探頭呢?在這里,一些朋友也會進入一些誤解,比如認為2M帶寬的電流探頭可以確保2M頻率信號的完整性,但實際上這個想法是錯誤的。讓我們來看看我們測量領(lǐng)域?qū)挼亩x:帶寬定義為比參考電平低3dB點的范圍和頻率圖上的測量系統(tǒng)。如下圖所示,圖中顯示了-3dB點的響應(yīng)曲線。

wKgZomR-jZuAO1IUAABFaSo6UMQ50.jpeg

測量系統(tǒng)在額定帶寬上的低3dB是我們可以預(yù)測帶寬極限上的頻率。測量范圍會有30%的誤差。如果頻率繼續(xù)上升,誤差將變得不可預(yù)測。也就是說,用100M帶寬的示波器和探頭測量100MHz頻率的誤差將高達30%。如果要將誤差降低到1-2%左右,被測信號頻率不應(yīng)超過20MHz。

因此,第三點應(yīng)該提到,探頭的帶寬參數(shù)并不直接代表可測信號頻率的范圍。我們應(yīng)該使用帶寬大小至少是被測信號頻率的5倍的電流探頭。需要注意的是,示波器與探頭連接成系統(tǒng),示波器的帶寬不容忽視。如果探頭的帶寬足夠,示波器的帶寬不足,也會影響信號的完整性。

因此,判斷自己是否需要使用高頻交直流電流探頭,大致可以考慮以下幾點:

1.是否有測量和觀察電流信號變化的實際需求

2.測量的電流信號是否包含直流信號,是否需要觀察信號的直流成分

3.電流探頭帶寬是否大于被測電流信號頻率的5倍以上?

4.被測電流是否在探頭測量范圍內(nèi)

在本文中,我們討論了如何判斷我們的測量項目是否需要高頻交直流電流探頭。如您使用中還有其他問題,歡迎登錄西安普科電子科技

審核編輯:湯梓紅

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