tektronix示波器如何测电流

零式未来
2022-07-26
来源:零式未来

    许多场所必须系统对、电源电路或是处理芯片的工作中电流开展检测,以掌握操作系统的能耗和运行状态。如果只是做静态数据电流的测量,使用万用表就行了;如果要观查到稍快些的电流的转变状况,可以用一些慢速的信息采集机器设备,工业上通用性的信息采集机器设备可以以较为强的精密度对电流的波型做持续收集和纪录,但一般采样频率比较有限(约1Hz~100KHz上下);而假如期待观查到更迅速的电流变化规律,例如测量机器设备通电一瞬间的冲击性电流、开关电源电路的开关损耗、数据存储器在不一样读写能力情况的电流耗费等,可能就必须使用tektronix示波器了。


    tektronix示波器自身只有表明工作电压随时间的变化波型,其实就是只有开展工作电压量的测量。上一期宏泰检测给分享给大家过示波器开展工作电压测试的方法,如果要开展电流的测量,必须把电流量转化成工作电压量才可以测量,今日宏泰检测就给各位分享一下常见的把电流转化成工作电压量开展测量的方式:取样电阻、霍尔传感器及其电流的磁效应几类方式。


tektronix示波器如何测电流


    取样电阻法


    取样电阻的办法要在待测的电流途径上串连一个小一点电阻器(例如0。1欧母或1欧姆),那样电流流过时便会造成压力降。根据用差分信号探头测量取样电阻里的压力降,再依据焦耳定律就能够估算出电阻器里的流过电流。这些办法的特点是低成本、便于完成,但主要缺点必须断掉待测电源电路(或是在设计方案时就在电流途径上串连取样电阻)并会造成附加压力降。


    取样电阻的测量方式不太适合有很大电流变化规律的场所。例如有一些消费电子产品的电路中,运行状态和待机状态的电流会出现非常大的差距。假定待测线路的电流会到10mA~1A间转变,工作标准电压为1.5V。这个时候假如挑选采样电阻为0.1欧母,则在流过1A电流时早已会造成0.1V的压力降,早已促使工作中电流为1.4V,大电流流过时有一些元器件很有可能早已没法正常运转;而当流过10mA电流时,采样电阻里的压力降仅有1mV,泰克Tektronix示波器早已超过许多示波器自身可以辨别出的电压变化的极限值。假如扩大取样电阻阻值,则大电流时压力降会越多;而假如减少取样电阻阻值,则小电流时越不易辨别出去。因而假如待测线路的电流有比较大的变动区域,取样电阻的方式难以兼具测量精密度和损耗的危害。


    为了能摆脱困境,有一些示波器生产商带来了专业做小电流测量的探头。例如Keysight公司的N2820A探头带来了1个300倍增益值的安全通道,可以把示波器的小信号测量水平从mV级拓展到uV级,而且还带来了双分度值的测量安全通道,能用2个安全通道与此同时测量大电流和小电流的转变。但需要注意的是这个300倍增益值的放大仪仅有3MHz的网络带宽,因此假如针对测量网络带宽有高规定的场所并不适合。


    霍尔传感器法


    霍尔传感器的方法是什么运用霍尔元件元器件的光电效用把待测电流途径感长出的电磁场转化成工作电压开展测量。许多示波器生产商都给予根据霍尔效应的tektronix电流探头。


    tektronix电流探头的前面有一个磁芯,使用中这一磁芯套在待测的供电线上。电流流过电缆线所造成的磁场强度就这一磁芯搜集到,磁芯中的磁通量和电缆上流过的电流正相关;与此同时磁芯内部结构有一个霍尔元件,能够检验磁通量,其输出电压和磁通量正相关。因而,电流探头的输出电压就和待测电缆线上流过的电流正相关,示波器根据测量探头的输出电压值就还可以了解待测供电线上电流的尺寸。典型性电流探头的转换系数是01V/A或0.01V/A,即供电线上面有1A的电流流过,电流探头的输出电压是0.1V或0.01V。下面的图是根据霍尔效应的电流探头的原理。


    如何利用tektronix泰克示波器开展电流测量


    这类电流探头的关键益处是无需断掉供电线就还可以开展电流测量,并且因为其根据霍尔效应,因此与此同时能够开展直流和交流测量。电流探头的常见使用场所是系统软件输出功率测量、输出功率因素测量、自动开关机冲击性电流波型测量等。电流探头的主要缺点取决于其小电流的测量水平受限于示波器的底噪音,因此小电流测量能力有限。一般低于10mA的电流就难以测量到。


    鉴于一般的根据霍尔效应的电流探头最少的电流检测水平都是在10mA上下,必要时开展更小一点或是更精准的小电流测量,有一个方法是什么把待测的供电线在电流探头上多绕两圈。因为霍尔元件元器件磁感应到的磁通量和磁环城路里电流的高低正比,把供电线在电流探头上绕10圈就相当于把电流放大了10倍。下面的图是电流探头用以小电流数据信号测量的一个事例。


    电流的磁效应法


    也有一种电流检测的探头是根据电流的磁效应的,这类探头的原理类似有一些电焊工应用的钳形表,是运用电源变压器磁感应造成电流,并使感生电流电流流过负荷造成工作电压来开展测量的。示波器里采用的这类磁感应探头敏感度和网络带宽都能做得非常高(网络带宽能够到2GHz或之上),但因为是选用电源变压器磁感应的基本原理,因此没法用以直流电及低频率电流的检测(许多高频率电流的磁效应探头的低频率起始点在100KHz上下)。这类探头主要运用于磁带机推动电流、ESD充放电电流等对网络带宽规定较为强的场所。


    例如一般的石英石晶振电路都是有推动输出功率(DriveLevel)的规定,这一指功效在石英石晶振电路上用以起振并保持震荡的输出功率,过小可能停振,太大往往会导致震荡不稳定及其结晶的使用寿命损耗。推动输出功率能够测量流过震荡器的电流,再乘以自身的等效电路内电阻计算获得。下面的图要用这类电流的磁效应探头根据测量流过晶振电路的电流的事例。


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