电流钳是一种非侵入式检测设备,并不要求把采集端接入电路。一旦接入电路,就后会有阻抗的问题。霍尔线圈能够感应交流电流,但是无法感应直流信号。市售的电流钳,仍然是非接触测量,但交直流电流都能采,并且配备BNC接口可以连接示波器;香蕉头可以直接连万用表。使用非常方便。
拿到的国产某款电流钳,说明书完全是英文的。翻译了一遍,如下所示,翻译完了才发现网站上能够查到中文版手册。
因为工作需要,我非常关心它的基准信号的相移特征。待会儿实际测试一下。它的标称数据如下:
某在售产品的特性
- 最大量程:65 A;频率极值为20KHz;电压极值:直流300V,交流240VRms
- 导线孔径最大9mm
- 档位:1mV/10mA档 最高可测200mV即最高2A信号。万用表档位最高接DC/AC 200mV档
- 1 mv/100mA档 20A以下电流,万用表量程可以置为200mV档
- 20A以上电流,万用表量程可以置为2V档
- 精度:
- 直流:2 A内精度:+-1.5%+5mA;20A内精度:+-2%+20 mA;65A内精度:+-4%+0.3A
- 交流:10倍档 +-2%+30 mA (2KHz) +-4%+30mA(10KHz) +-6%+30mA(20K)
- 100倍档:+-2%+30mA(1KHz) +-4%+30mA(2KHz) +-6%+30mA(5KHz)
- +-8%+0.3 40A~65A.(全频率量程)
配件在使用时要注意负载阻抗和第一次使用前的零点校准。负载匹配阻抗:10k欧(指万用表或者示波器的输入阻抗)。特别注意使用前的零点校准。所有测量用的配件在正式测量前都需要执行校准。探针有校准。示波器上的1KHz方波,就是为了校准探针用的。
无LED显示的电流钳一般需要搭配其他设备使用。BNC插头,可以直接插入示波器;或者直接与阻抗为10k欧的万用表,用香蕉头连接。阻抗如果不匹配,需要自行换算。万用表档位要选择电压欧姆那个头。
因为回滞效应(回差),如果测量直流会,万用表读数无法归零,让夹子张开合拢几次就好了。
读数
由上述规格说明可知:电流钳会把电流转换为电压,转换后的电压为实际电流国际单位制读数的1/10,或1/100。相当于示波器10倍,100倍探针的概念。
10倍档,电压读数的mv数*10 = 电流的毫安数。
100倍档:电压读数mv数*100 = 电流毫安数。
例如:如果示波器读数为0.125V,此时档位在100倍档,此时电流为12.5 A .
相移特性
电流钳一般会用来测试功率因数。此时,相移特征是非常关键的参数:
下面是在几个典型频率下,对电流钳的相移进行的测试
1 KHz,黄色电压,蓝色电流钳电流。我找不来合适的电阻。电流有些过小。
20K,在交流档出现了直流偏移,但是相位仍然近乎同相。
50 K,这已经是额定量程的2.5倍,几乎没有相移。
200K,相移明显出现。这个时候,相当于额定量程的10倍:
频响特性,我没有太关注,对我的应用场景,我只关心6KHz以内的频响。这是标准量程的1/3,应该没有问题。
上述实验的检测环境:手里只有两个1K电阻,并了一下,电流还是太小。
我是在测试电机阻抗的时候,发现测试设备的读数不能直接使用的。
你必须了解它的阻抗和频响,类似这些参数之后,才能确定读数所表征的真实测量值,比如阻抗50欧的信号发生器。它的书籍输入电压其实是实际显示电压的两倍。这样在内阻=外阻的时候,外部的电压降才等于信号发生器实际标称的输出电压。