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示波器电流探头

时间:2018-05-24
 

      产生与待测电路内的电流成正比的电压输出的传感器称为“电流探头 ”。电阻器 和1:1的电压探头就属于这类探头(图 1),它们在某些情况下是有用的方法。 然而,将电阻器插入待测电路有一些缺点。 产生足够大的电压降以适当的方式记录在示波器上可能严重影响电路的工作,所以应在电流待监视处将探头的接地引线与电路 相连。利用差动探头允许测量那些不能接地的节点的电流。

      可以提供利用变压器的电流探头,它相当于将一个小电阻器插人待测电路(图 2)。处于探头尖顶内具有ns 匝的次级绕组的变压器,驱动用50写Ω电阻器在示波器输如处端接的探头电缆。待测电路内的待测电流流过单匝初级绕组。由于依赖于变压器,故这种方法不能测量直流电流,即它属于交流耦合法。

      利用理想变压器的方程,可以直接证明:①is =iu /ns ;②探头的灵敏度为Rin /ns 2 (V/A);@初级绕组呈现的电阻为Rin /ns 2 。当用变压器电流探头检测待测电路内导线中的电流时,相当于将电阻Rin /ns 2 添加到该导线上,因此可以确定电流测量的加载效应。遗憾的是,探头制造商并不总是明确说明变压器次级绕组上的匝数,但给出终端电阻和灵敏度,所以能很容易算出次级绕组的匝数。
      还可以提供利用“霍尔效应“或“霍尔发生器”来直接检测变压器铁心内磁通强度,产生经放大再馈至示波器输人端的电压信号的电流探头。这种方法允许测量电流,但本身则局限于测量频率相当低的信号。
      混合式电流探头将变压器和霍尔发生器组合到一个集成单兀中,并对它们的输出进行组合,给出两类探头的最佳特性。可以提供从直流到大约50MHz的测量带宽。
      在一种类型的变压器电流探头中,一段短导线穿过探头上的小孔。通过变压器铁心,然后将导线插人待测的测试电路的分支中。另一类型式是将变压器铁心材料配置到两个可动部分内,因此,变压器可以放在待测导线的周围而不必首先将导线断开。变压器的匝数比和探头灵敏度通过使两匝或多匝载流导线循环经过变压器来改变。电流在测试电路不同分支中的相加或相减,可以由同时联系通过电流探头的电流来实现。不过,被测分支之间将存在某些交叉耦合。
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