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脉冲电流测试有几个非常关键的词-方便-安全-正确。从使用上用户需要方便,不能太麻烦的拆装,太费时费力的测试效率太低,比如闭环的霍尔探头拆装就是一个非常考验体力的活,罗氏探头是快插式闭环,可以完全不改变电路的情况下,直接穿线测试电流!

另外功率电子的特点就是高压,大电流,强磁场环境,测试不能保证安全,所有的方便和精度都无从谈起,所以浮地绝缘的测量非常非常重要,罗氏探头最大隔离电压达到10KV,电池供电,非接入式实际隔离测量,应付99%的应用是妥妥的安全感;

前面所提到的方便和安全只是做测试的基本要求,对于做实验来讲,最终的结果是想拿到数据准确,稳定可靠的数据或波形,所以数据正确是电流测试的最根本需求!

从探头规格书所展示的精度,通常都非常保守,定规在+/-2%,线性度通常为+/-0.05%,某些品牌探头还允许用户进行零点调整-ZERO ADJ来修正测试精度,比如IWATSU的SS系列罗氏探头全都支持调零功能。

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实际上,我们跟用户的交流中发现,工程师通常对探头的规格书精度都比较了解,大部份使用精度都在1%左右,但也有特例使用时会有些情况下发现数据会超过规格书范围,甚至达到5%左右,除了探头确实损坏外,一般通常有以下几个方面的原因造成,下面我们就花点时间来叨叨罗氏探头误差的这些事:

1、大量程探头测量小幅值信号:比如用6000A量程的探头测量60A左右的电流信号,量程/实际信号比达到了100:1,这样会产生非常大的量化误差及示波器无法对过小信号进行正确解析导致!比如IWATSU SS-627的电流量程为3000A,其伏安比为2mv/A,假设我们用SS-627去测量30A的电流,即示波器实际获得的信号仅为2mV*30=600mV,大家使用示波器时会发现示波器测量纹波非常难,对于罗氏探头的使用是同样的道理。

所以建议工程师们选择探头时,应考虑量程适当性及经济性,建议实际量程应约为测量值3倍左右或以内。

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2、错误的使用方法:我们发现有部份用户因为对探头的了解比较少,所以使用罗氏探头时,使用了错误的过线方法,导致人为出现了测试误差。为了说明这个问题,我们来建立一个实验,使用100A的脉冲电流分别通过罗氏探头的3个不同区域,通过数据来确认一下误差的区别!实际数据显示,在3号区域时,误差达到6%!

产生误差的原因是因为3号区域为线圈闭合的连接处,这个位置的感应线圈实际形成了空隙,不能对被测电流所产生的磁通量完全捕获,漏磁产生了,误差自然也就产生了!

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将被测电流线以三种不同的方式通过罗氏探头SS-284A的线圈位置!

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示波器显示1,2号区域电流值分别为99.7A及101A,误差在1%内;但3号区域的电流值达到了106A,误差达到6%,所以实际上我们应该避免在3号区域进行测试。

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3、低频截止频率带来的时间的延时误差:罗氏探头通常是用来测量脉冲或高频交流信号,信号的Trise和Tfall时间通常非常重要,但实际上非常多的工程师发现使用罗氏探头在测量不同脉宽信号时反映出波形误差非常明显,出现“负电流”的情况,一时找不到实际测试的好案例(客户数据不方便发表),那我们以一个方波来验证不同型号探头的实际参数。

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从上图看,实际波形在不同型号探头呈现不同的测试数据,这是为什么?

原因是所有以互感方式得到电流波形的传感器都会有的一个特点-下降特性(Droopping),下降特性是指脉冲波形上升至顶部,经过一定时间后的衰减量,通常用%/mS表示,如1mS后的衰减量为5%,会表示为Droopping=5%/mS.

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影响这个指标的关键原因是罗氏探头的低频截止频率,通常我们希望罗氏探头的带宽越高越好,但不太关心低频截止频率,这样选型就会导致后面测量脉宽比较宽的波形时,出现严重的下降特性!

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关于为何罗氏探头测量高频电流会出现误差,您了解到了吗?如您还有其他使用问题欢迎登录普科电子

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