电流测量不用愁!示波器电流探头的工作逻辑超清晰!
创始人
2025-11-21 18:35:30
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示波器测量直流电流有两种方法。第一种是直接用电流探头。是德科技提供多种电流探头,既可以测试直流,也可以测试交流。如果要测量的精度比较高,可以在电流探头的孔中多放几圈流过电流的电线。还有一种是将电流转换为电压。需要在被测回路中安置一个较大的高精度电阻,用差分探头测量电阻两端的电压,再转换为电流进行测量。

一、示波器探头分类

就示波器探头的分类来说,可以按照探头是否需要外供电,分为无源探头和有源探头两大类。

无源探头

无源探头价格便宜、经济耐用,电压等级高,动态范围大,但是带宽低,满足绝大多数低频的应用场合。该系列的探头包括:低阻分压探头、带补偿的高阻分压探头和高压探头等。

有源探头

有源探头(需要供电有前端放大器):高带宽,对被测电路干扰小,费用贵,动态范围小,电压低,不耐用。 差分探头有较高的共模抑制比,直接测量差分信号 前端为差分放大器。

高阻探头输入阻抗高,测量范围大,带宽都在1G以下 低阻无缘探头,又称为传输线探头。50欧传输线,带宽较高,但输入阻抗不高。有源探头带宽高输入阻抗也高。

二、什么是电流探头?

电流探头是一种用于测量流过电路的电流量的装置。它串联放置,不会干扰电路的运行。电流探头由一圈缠绕在磁响应材料芯上的线圈组成。该线圈连接到一个电流表,电流表测量流过线圈的电流量。使用这种探头时示波器上显示的是导体中的电流而不是其上的电压。在这种探头的头上装有一个电流感应变压器,使用时只要把探头卡到电缆导线上而无需切断电路,探头获得的信号首先变换成电压,再经过比例变换后送到示波器的端,这时示波器显示的单位为A/格或mA/格。

三、示波器电流探头的原理

法拉第电磁感应定律是电磁学的基本定律之一。在电流探头中,线圈缠绕在电导体上,磁铁产生移动的磁场。线圈产生电流,电流表进行测量。

四、示波器和电流探头测量电流的技巧

示波器的噪声影响很重要。

随着电流电平的下降,示波器本身具有的噪声— 垂直噪声,将变成一个现实问题。当您测量低电平信号时,测量系统的噪声可能会导致实际信号测量的精度下降。由于示波器是一种宽带测量仪器,所以示波器的带宽越宽,垂直噪声就越高。在进行低电平测量时,需要注意示波器的存储深度可能会影响本底噪声。在带宽和其他条件都相同的情况下,存储越深,噪声越大。

五、如何最大程度地减少示波器的固有噪声?

1) 带宽限制滤波器 大多数数字示波器均提供带宽限制滤波器,这些滤波器能够滤除输入波形中的多余噪声并降低噪声带宽,从而可以提高垂直分辨率。带宽限制滤波器可以采用硬件实现,也可以采用软件来实现。

2) 高分辨率采集模式 大多数数字示波器在正常采集模式下可以提供 8 位的垂直分辨率。某些示波器在高分辨率模式下能够提供更高的垂直分辨率,通常可达 12 位,该模式可以降低垂直噪声,提高垂直分辨率。

3) 平均模式 如果信号是周期性的或是直流信号,您可以使用平均模式来降低示波器的垂直噪声。平均模式会多次采集周期性波形,并生成运行平均值以降低随机噪声。高分辨率模式会降低信号的采样率和带宽,而正常平均模式却不会。但平均模式会减缓波形更新速率,因为它要进行多次采集来计算波形的平均值,然后才能在屏幕上画出轨迹。

六、如何提高电流探头测量精度和灵敏度?

消除磁性 (去磁/消磁)和直流偏置:

要确保精确地测量低电平电流,您需要对磁芯进行去磁以消除残余磁性。您可以通过对电流探头进行消磁或去磁来消除任何剩余磁性。如果在探头核心被磁化的情况下进行测量,那么就会产生和剩余磁性成正比的偏置电压,从而诱发测量误差。此外,您还可使用探头上的调零控制按钮来校正探头的多余电压偏置或温度漂移。

七、如何提高示波器探头灵敏度?

电流探头可以测量流经探头钳口的电流所生成的磁场。它会生成与输入电流成正比的电压输出。如果您正在测量直流信号或小幅度的低频交流信号,可以通过在探头上缠绕多匝被测导体来提高测量灵敏度。此时信号的强度将按照被测导体在探头上缠绕的匝数倍增。

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