電流探頭的作用

       電流探頭是根據(jù)法拉第原理設(shè)計的用來測量導(dǎo)線中干擾電流信號的磁環(huán)，本質(zhì)上是一個匝數(shù)為1的變壓器。使用電流探頭能夠測量流經(jīng)導(dǎo)線的電流大小。電流探頭分為AC/DC電流探頭以及AC電流探頭。前者可以測量直流以及交流電流的大小，后者只可以測量交流電流的大小。

    流經(jīng)導(dǎo)線的電流會導(dǎo)致在導(dǎo)線周圍形成電磁通量場。電流探頭是為傳感

這個磁通量場的場強(qiáng)而設(shè)計的，并把它轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓， 以使用示波器進(jìn)行測量。 這允許使用示波器查看和分析電流波形。在與示波器的電壓測量功能相結(jié)合使用時， 電流探頭還允許進(jìn)行各種功率測量。 根據(jù)示波器的波形數(shù)學(xué)運(yùn)算功能，這些測量可以包括瞬時功率、真實(shí)功率、視在功率和相位。

    示波器的電流探頭基本上分成兩類：即AC 電流探頭和AC/DC 電流探頭，AC 電流探頭通常是無源探頭，AC/DC 電流探頭通常是有源探頭。 這兩種類型都采用相同的轉(zhuǎn)換原理就是感應(yīng)導(dǎo)線中的電流(AC)。

要進(jìn)行轉(zhuǎn)換， 必須先有電流流經(jīng)導(dǎo)線， 根據(jù)電流流動的幅度和方向構(gòu)建和消除磁通量場。在這個場中放一個線圈時，如上圖所示，變化的磁通量場會通過簡單的轉(zhuǎn)換操作，在線圈中引起電壓。這種轉(zhuǎn)換操作是 AC 電流探頭的基礎(chǔ)。

AC 電流探頭頭部實(shí)際上是一個線圈， 這個線圈纏在磁芯上。 當(dāng)這個探頭頭部保持在方向及接近承載 AC 電流的導(dǎo)線時，探頭會輸出一個線性電壓，這一電壓與導(dǎo)線中電壓的比例是已知的。這種與電流有關(guān)的電壓可以在示波器上顯示為電流刻度的波形

AC 電流探頭的帶寬取決于探頭線圈的設(shè)計和其它因素。帶寬可以高達(dá)1 GHz。但是，比較典型的帶寬低于100MHz。

在任何情況下，AC 電流探頭還有一個低頻截止點(diǎn)，這包括直流(DC)， 因為直流不會引起變化的磁通量場， 因此不會引起轉(zhuǎn)換動作。另外在非常接近DC的頻率上，如0.01 Hz，磁通量場變化速度不足以能夠?qū)崿F(xiàn)變換動作。但是，可以在探頭帶寬范圍內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換動作，進(jìn)行衡量的輸出。另外，根據(jù)探頭線圈的設(shè)計，帶寬的低頻可能會低達(dá)到 0.5 Hz 或 1.2 kHz。

對帶寬始于DC 附近的探頭， 可以在探頭設(shè)計中增加霍爾效應(yīng)設(shè)備，檢測DC。其結(jié)果是得到帶寬從DC 開始、擴(kuò)展到規(guī)定頻率上限 3 dB 點(diǎn)的 AC/DC 探頭。這類探頭至少要求一個電源，霍爾效應(yīng)設(shè)備進(jìn)行 DC 傳感。根據(jù)探頭設(shè)計，還可能會要求電流探頭放大器，以組合和調(diào)節(jié) AC 和 DC 電平，為在示波器上進(jìn)行查看提供單一的輸出波形。

從本質(zhì)上看， 電流探頭的工作方式類似于緊密耦合的轉(zhuǎn)換器。對標(biāo)準(zhǔn)操作， 傳感的電流導(dǎo)線是一圈線圈(N1)。來自這個單線圈的電流會轉(zhuǎn)換成與線圈比率成比例(N2/N1)的多線圈(N2)探頭輸出電壓。同時，探頭的阻抗作為串聯(lián)插入阻抗轉(zhuǎn)換回到導(dǎo)線上。這種插入阻抗與頻率相關(guān)，其1MHz 值一般位于30 - 500M? 的范圍內(nèi)，具體視探頭而定。在大多數(shù)情況下，電流探頭的插入阻抗很小，產(chǎn)生的負(fù)載可以忽略不計。

電流探頭有兩種形式，一種特定的探頭類型，稱為分芯探頭。這類探頭的線圈放在"U"形芯上， "U"形芯帶有一鐵氧體滑塊，滑塊蓋住 "U" 形頂部。這類探頭的優(yōu)點(diǎn)在于，鐵氧體滑塊可以收縮，使得探頭能夠方便地卡到測量電流的導(dǎo)線上。在測量完成時，滑塊可以收縮，探頭可以移到其它導(dǎo)線上。另外一種電流探頭是實(shí)芯電流轉(zhuǎn)換器。這些電流轉(zhuǎn)換器*繞在被測導(dǎo)線上。結(jié)果，必須斷開被測導(dǎo)線，把導(dǎo)線穿過轉(zhuǎn)換器， 然后重新把導(dǎo)線連接到電路上， 才能安裝這些轉(zhuǎn)換器。 實(shí)芯探頭的主要優(yōu)勢是它們體積非常小， 提供了非?？斓念l響，可以測量快速、低幅度電流脈沖和 AC信號。到目前為止， 分芯電流探頭是zui常用的探頭類型， 其分為AC 型和AC/DC 型。所以后面的規(guī)格參數(shù)介紹，將以分芯電流探頭為主進(jìn)行介紹。

     電流探頭雖然沒有示波器的電壓探頭那么常見，但是它的作用是其他探頭無法代替的。它能夠在不破壞導(dǎo)線的情況下測量流經(jīng)導(dǎo)線的電流。當(dāng)電流探頭與電壓探頭配合使用時能夠測試功率、相位等數(shù)據(jù)。這對于測試測量系統(tǒng)來說非常的有用。