标签: 示波器电流探头

直流电流探头对示波器的测量至关重要，首先要求探头对探测的电路影响必须达到小，并希望对测量值保持足够的信号保真度。如果探头以任何方式改变信号或改变电路运行方式，示波器看到实际信号会失真比较严重，进而可能导致错误的或者误导性的测量结果。装置广泛应用于开关电源设计，LED电源设计，电机驱动等电力电子行业的电流参数的测量与分析。 直流电流探头特点： 高带宽、高精度。两个量程可供选择,方便小电流测量; 电流分辨率高。可测量mA级别小电流; 自动消磁调零功能,使用方便; 声光过流报警功能,提醒量程切换;电子轻触式按键设计,使用寿命更长; 外部供电,标准的BNC输出接口，可匹配任何厂家示波器。 直流电流探头可以精确测得电流波形，方法是采用电流互感器输入，信号电流磁通经互感变压器变换成电压，再由探头内的放大器放大后送到示波器。电流探头基本上又分成两类， 交流电流探头和交直流探头，交流电流探头通常是无源探头，无需外接供电，而交直流探头通常是有源探头。传统电流探头只能测量交流交流信号，因为稳定的直流电流不能在互感器中感应电流。交流电流在互感器中，随着电流方向的变化，产生电场的变化，并感应出电压。然而，利用霍尔效应，电流偏流的半导体设备将产生与直流电场对应的电压。所以，直流电流探头是一种有源设备，需要外接供电。 以上内容由普科科技PRBTEK整理，公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和电流传感器等，满足客户多样化测试需求。普科科技PRBTEK官网：www.prbtek.com

一、如何选择电流探头 市面上有很多种夹钳式电流探头可供选择，并且每个品种对应的型号也很多，那么我们应如何选择呢？应根据自身的需求，选择最合适的电流探头，最后做到既能满足要求，又能合乎预算；选择时应注意以下六个方面： 1、测量直流电流还是交流电流？交流电流的频率多高？ 2、测量的最大和最小电流有多大？即测量电流的范围。如果需要测量小电流，为了保证精度最好选用低电流探头。 3、测量细电缆还是粗电缆？决定钳头形状和钳口尺寸。 4、需要电流探头的输出工作参数是什么？例如 mA、mV、AC、DC 等；同时注意电流探头的输出阻抗与连接仪器的输入阻抗匹配，以确保精度。 5、将电流钳主要用在哪些仪器上？即电流钳的输出接头（如 BNC、￠4mm安全香蕉插头等），选择可连接且与仪器接头形式配套的钳头，同时注意K 插孔与 J 插针相对应。如果使用不配套的接头或者 K 插孔/J 插针不对应，可配用一些接头适配器。 6、需要的其它特殊指标和性能要求：被测导体的工作电压，一般为 600V 以上；电流钳用在谐波分析仪和功率计上时一定要注意电流钳频率和相位偏移。 总之，选择电流钳或电流探头时，请注意每个电流探头的特点（如精度、质量、分辨率等），最终使选择的钳头真正符合实际需要。 二、使用夹钳式电流探头测量交流或直流（AC/DC）电流 测试步骤：①把电流探头连接到仪器上；②选择仪器的功能和量程；③在单根导线上夹持探头；④读仪器上的测试值；⑤按照探头的转换比，换算成实际电流值。具体连接见下图。以 PAC12 一种直流电流探头为例：采用霍尔效应传感器，转换比为 1mV DC/A DC，万用表设置为 200mV 直流电压档，其读数为 160mV直流，则导体上的测量电流为 160A 直流（160mV×1000A/mV） 三、使用夹钳式电流探头测量小电流、过程电流、泄漏电流 当电流测量很小，且不能满足探头的最小灵敏度要求，或者测量精度受限，此时可以把被测电流的导线按整数倍缠绕在电流钳颚口上，即通过在钳口多绕几圈的方法提高直流输出值，这个电流值就会按缠绕的圈数等比例放大，测量值乘以探头转换比再除以此缠绕圈数，即可测出实际电流值，图1。例如：转换比为1000：1 的电流探头，所接万用表量程为 200mA 交流，导线在颚口上缠绕 10 圈，万用表读数为 60mA 交流，则流过导体的实际电流为：60mA（读数）×1000（转 换比）÷10（圈数）=6A。 编图1 缠绕被测导线测量小电流辑 有些品牌的电流探头（例 K1 和 K2）本身就具有较低的电流测量，这些电流探头具有 mA 级的直流电流灵敏度，有的甚而可用来测试 4～20mA 的回路过程电流，用来满足回路过程电流测量的需要。当夹钳式电流探头“钳住”两根带有不同极性的导体时，测量结果会显示两个电流的差值。如果两个电流大小一样，读值为零；如果读值不为零，该读数显示了在负载上的泄漏电流大小（图2），您就可以不用单独购买漏电流钳表来测量泄电故障，记住在测量泄漏电流时，电流探头需要较低的灵敏度（如 MN73灵敏度达 10mA），此时也可用它直接测量接地漏电流（图3）。 图2 用夹钳式电流探头测量泄漏电流 图3用夹钳式电流探头测量接地 四、差分电流法以测量大的直流电流 测量中如果需要测量叠加在大的直流信号上的交流成分，或者夹钳式电流探头直流测量量程太小，我们可以使用第二根导线增加偏流的差分方法来实现。此时，通过增加偏置电流，如上所述测量的直流电流就是二组导线电流之间的差值，只要将测得的数值加上偏置直流电流的数值就可以计算出实际的电流值。测量时将另外一根只通过直流成分的导线与被测导线一起放在颚口内，保证第二根导线电流的方向与待测信号相反，就很容易测出大电流值（图4）。 图4 用夹钳式电流探头增强大电流测量能力 以上是prbtek为大家分享的夹钳式电流探头的选择及使用，如您在使用过程中有什么问题，欢迎访问普科科技PRBTEK官网www.prbtek.com。

对电流探头的输出波形进行校正,即设计一个数字补偿滤波器,将探头的输出信号经滤波器后恢复成输入信号的波形。在设计该补偿滤波器时仍然采用上面的系统辨识方法,只是将探头的实际输出信号作为待设计滤波器的输入,而将探头的实际输入信号作为待设计滤波器的输出,这样设计出的滤波器实质上是电流探头的逆系统。 利用图2 (b) 中的实验数据,辨识得到的补偿滤波器参数见表2 ,7 (a) 给出了滤波器对于方波电流测量的校正效果,图7（b）则是采用图2 (a) 中的实验数据对该滤波器校正效果的验证。无论是对于双指数波还是方波信号,设计的补偿滤波器都能较好地将电流探头的输出信号恢复成被测电流的原始波形,使得电流探头2数字补偿滤波器的测量系统成为一个理想的比例环节（比例系数为1）。 以上内容由普科科技PRBTEK分享，公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等，满足客户多样化测试需求，库存充足，价格合理。详情访问官网www.prbtek.com

根据电流探头的内部结构组成，温度对铁氧体导磁率和金属壳体形变的影响非常小［13］，可以忽略。因此，温度对电流探头传输阻抗的影响主要由绕线电阻、分布电感与电容组成。 绕线电阻的影响线圈由铜丝绕制而成，铜丝形状尺寸（主要为长度变化）发生变化必然会引起线圈阻抗的变化。由导体电阻计算公式可得： 式中：p为导体电阻率，铜丝为1.75x10-8Ω; l为导线长度（m）;S为导体横截面积（m2）. 以上内容由普科科技PRBTEK分享，公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、电源纹波探头、柔性电流探头、近场探头、逻辑探头、功率探头和光探头等，满足客户多样化测试需求，库存充足，价格合理。详情访问官网www.prbtek.com

很多用户有这样的困惑，实验室有好几种示波器和好几种探头，这些不同厂家的探头和示波器到底能不能混用，混用会不会对测量造成影响。现在很多示波器厂家都会设计一些探头来配合自家的示波器使用，使其更符合当前示波器测试需求，那这种特殊设计的探头是否具有通用性？是否可以兼容其他型号的示波器呢？下面PRBTEK为你解答： 1．BNC接头 图1 BNC接头 BNC的特性阻抗为50Ω/75Ω，频率范围可达2GHz，可以满足仪器带宽速度和测量性能的需求，普通的BNC连接器体积小，频率高，已经成为常用的探头接头类型。 图2 探头BNC接口 2．不同厂家的探头接头类型 示波器探头总体上分为有源探头和无源探头两种。 无源探头：无源探头由阻容元件组成，探头中无有源元件，所以不需要供电。无源探头在测试中比较经济实用，如图3所示。 有源探头：有源探头由阻容元件以及有源元件组成，所以需要额外供电，有源探头测试较为稳定，价位较高。如图4所示。 图3 无源BNC探头 图4 有源BNC探头 示波器探头在一定程度上基本上都是BNC接口，某些厂家在BNC接口的基础上进行功能上的创新和改造，使其更符合其测试的需求。也就是在使用BNC连接器的同时，额外提供了一个模拟编码的标度系数检测针脚图3所示，使其可以自动识别探头比率，在兼容的示波器能够自动检测和改变示波器显示的垂直衰减范围，图4所示。 图3的无源探头可用于大部分示波器的信号输入，图4的探头因为在结构上设计独特，且其需要供电，所以仅适用于与其兼容的示波器输入。 3．如何判断示波器可用什么类型的探头 下图为当前市面上较多的3种示波器输入接口，不同的接口所支持的探头类型不同。 图5 示波器输入接口 其中第1种和第2种是在结构上和功能上有特殊设计的BNC接口，第3种是通用的普通BNC接口，那这3种示波器接口能兼容哪些类型的探头呢？具体怎么判断示波器输入接口所支持的探头类型呢？具体判断方法分为以下4点： 3.探头的供电方式 标准无源BNC探头无需供电，所以可用于大部分的示波器输入接口；有源BNC探头的供电如果是在探头内部结构进行设计供电电路并与示波器输入端匹配的，这种类型仅仅适用于与之兼容的示波器输入。如图6所示。 图6 供电方式 如果有源BNC探头的供电方式是外部电源供电，则可用于大部分的示波器输入接口，如下图7所示。 图7 外带适配器有源BNC探头 4.接口结构 有源BNC探头在结构设计上与示波器输入端的形状匹配，只能用在与其匹配的示波器上，如图8所示，若用在与其不匹配的示波器上则可能会出现接触不稳，测量不精确的现象。 图8 示波器与探头结构不匹配 5.负载阻抗要求 部分有源BNC探头对示波器的输入负载阻抗有一定要求，所以需要查看探头使用的手册，了解其对示波器输入阻抗的要求，如果输入阻抗不匹配，可能会导致信号幅值的衰减。 以上是普科科技PRBTEK为您介绍的如何判断示波器可用什么类型的探头，如果没办法判断探头是否可以用在某款示波器上，则可直接查看探头的使用手册，了解其工作的方式以及工作需求。