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技術(shù)文章

示波器電流探頭在測試直流和低頻交流時的工作原理

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   示波器電流探頭測量電子在導線內(nèi)運動時生成的磁場。在電流探頭的量程規(guī)范內(nèi),導線周圍的磁通場被轉(zhuǎn)換成線性電壓輸出,可以在示波器或其它測量儀器上顯示和分析線性電壓輸出。通過把導線*繞在探頭磁芯上(分芯和實芯)上,可以地測量磁通場。分芯探頭非常方便,它們可以夾在導線上,而不必斷開連接。實芯電流變壓器(ct)是為*安裝或半*安裝而設(shè)計的,它們體積小,提供了非常高的頻響,可以測量超快速、低振幅電流脈沖和ac信號。

示波器電流探頭

  示波器電流探頭在測試直流和低頻交流時的工作原理
  當電流鉗閉合,把一通有電流的導體圍在中心時,響應地會出現(xiàn)一個磁場。這些磁場使霍爾傳感器內(nèi)的電子發(fā)生偏轉(zhuǎn),在霍爾傳感器的輸出產(chǎn)生一個電動勢。電流探頭根據(jù)這個電動勢產(chǎn)生一個反向(補償)電流送至電流探頭的線圈,使電流鉗中的磁場為零,以防止飽和。電流探頭根據(jù)反向電流測得實際的電流值。用這個方法,能夠非常線性的測量大電流,包括交直流混合的電流。
  示波器電流探頭在測試高頻時的工作原理
  隨著被測電流頻率的增加,霍爾效應逐漸減弱,當測量一個不含直流成分的高頻交流電流時,大部分是通過磁場的強弱直接感應到電流探頭的線圈。此時,探頭就像一個電流變壓器,電流探頭直接測量的是感應電流,而不是補償電流,功放的輸出為線圈提供一個低阻抗的接地回路。
  示波器電流探頭在交叉區(qū)域時的工作原理
  當電流探頭工作在20KHz的高低頻交叉區(qū)域時,部分測量是通過霍爾傳感器實現(xiàn)的,另一部分是通過線圈實現(xiàn)的。
  目前示波器上的電流探頭基本分成兩類:即AC電流探頭和AC/DC電流探頭,AC電流探頭常見的是無源探頭,成本低,但不能處理直流分量;AC/DC電流探頭通常是有源探頭,分為低頻探頭和高頻探頭,低頻探頭常見的帶寬在幾百KHz以下,高頻探頭帶寬一般在幾MHz以上。

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