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許多人使用數字萬用表來輕松測量電流、電壓和電阻等。然而,使用數字萬用表測量電流有一個缺點,即:必須切斷電路并將數字萬用表與被測電路串聯才能進行測量。
在這種情況下,可使用電流探頭代替數字萬用表進行測量。由于不再需要電路的電氣連接,電流探頭耗時較少,可用于維護作業及查清故障位置。本文將詳細介紹電流探頭。
■ 電流探頭的定義
電流探頭是示波器/記錄儀的選件,不像數字萬用表可以單獨測量電流。雖然它是一個選件,但部分類型的電流探頭的成本與示波器/記錄儀主機相同。電流探頭的最大特點是可以在不切斷電路的情況下,無需接觸電線即可測量交流和直流電流。
■ 在實際操作階段往往無法剪斷電線
常用的數字萬用表需要切斷一次電路并將其與電路串聯起來才能測量電流。不過,若您不想特地切斷電路,則可以使用電流探頭。
當電路暴露在外時,例如在電子設備的生產階段,數字萬用表可以輕松測量電流,這非常方便。但是,在許多情況下,例如在維保檢查或在發生故障時查找故障位置時,不可能關閉正在運行的電子設備。
在這種情況下,像電流探頭這種,僅需夾住導線即可測量電流的測量儀器就非常有用。
■ 電流探頭的構成
首先,為什么電流探頭可以在不與被測電路串聯的情況下測量電流大小?
電流探頭使用各種方法來感應被測電流周圍產生的磁場。
電流探頭有多種類型,有專門測量交流的,也有既能測量交流又能測量直流的。
電流探頭還可以將電流轉換成電壓,并測量電流的流動情況。電流探頭主要有以下四種測量方法。請根據測量用途選擇適合的方法。
?CT方式的電流傳感器
價格較便宜,無需電源,但只能測量交流。
?霍爾元件方式的電流傳感器
電流傳感器可以測量各種類型的電流,從直流到幾千赫茲的交流。由于霍爾元件的線性和磁芯的影響,測量精度并不高。此外,霍爾元件還存在其他缺點。霍爾元件的特性會導致溫度漂移和老化,因此不適合長期測量。
?羅格夫斯基線圈方式的電流傳感器
由于沒有磁芯,因此在測量交流電流時,電流檢測不會出現磁飽和現象。測量電流周圍產生的交流磁場會轉換空芯線圈中的感應電壓。阻抗很小,而且不會因磁損耗而產生熱量、飽和或磁滯等現象。
?交流零磁通方式的電流傳感器
該儀器采用電流傳感器測量法,改進了低頻特性。適用于相位誤差較小的功率測量。它還可以實現寬頻帶測量。不過,它不能測量直流。
?交流/直流零磁通方式的電流傳感器(霍爾元件檢測型)
電流傳感器測量方式與霍爾元件相結合,可實現從直流到交流的測量。
?交流/直流零磁通電流傳感器(磁通門式)
通過將電流傳感器與磁通門相結合,可實現從直流到交流的測量。
在很大的溫度范圍內,磁通門的零位漂移非常小,因此測量精確且穩定,非常適合與高精度功率計搭配使用。
■ 電流探頭的使用示例
電流探頭可用于各種場合,下面介紹一些使用示例。
?汽車電氣部件的電流測量
在汽車電氣部件中,電流探頭用于測量小型電機和電磁閥等的控制電流。其特點是能夠觀測到mA級的電流。此外,還可以進行多種其他測量,例如測量開關和繼電器的控制電流、觀測發動機點火時間、監測電磁閥的控制電流以及檢查控制開關時的響應。
?電子電路元件的電流特性評估
用于測量電子電路中繼電器的控制電流,以及測試評估電容器的電流特性。在測試安裝在電子電路中的設備是否按設計運行時,不會遺漏高頻段的干擾波形。除此之外還可進行其他測量,如短路測試時的電流波形、負載突然變化時的電動車電池性能評估,以及突入電流波形。
?高速開關器件的性能評估
用于評估 LED 和電機等電子設備中驅動的開關器件的性能。它可以測量高速驅動的半導體元器件的開合、波紋波形和開關損耗等。
■ 電流探頭有多種測量方法,請仔細確認之后再選擇測量方法
電流探頭與數字萬用表不同,數字萬用表需要將電路切斷并將串聯起來后才能測量,而電流探頭則使用起來更方便,只需用鉗口夾住導線即可測量電流。它是示波器/記錄儀的選件,因此需要搭配示波器/記錄儀主體使用。電流探頭有多種測量方法,因此在選擇之前,請確保您知道要進行哪種測量。