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如何驗證電流探頭的可靠性?

發(fā)布時間:2017-10-20 責任編輯:lina

【導讀】電流探頭是示波器測量電流的必備配件,但 不同品牌之間價格往往差別很大,到底什么樣的電探頭才是可靠的呢?這里分享了電流探頭可靠性驗證的完整 過程,并呈現(xiàn)所有實測結果,您也可依據此法對自己使用的電流探頭進行驗證。


       針對ZCP0030-50電流探頭進行了全方位性能參數(shù)驗證, 主要測試參數(shù)包括直流精度、上升時間、方波響應、噪聲、以及開關電源開關管電流波形實測。為了讓實測結果更加直觀,我們選擇T公司的TCP312電流探頭作為實測對比,并且在所有測試配有圖片和測試結果,保證測試過程可追溯。

 

一、直流精度驗證

       ZCP0030-50標稱直流精度為1%rdg±1mV,實測精度如表1所示。

 

1、測試條件

       精度測試所使用試儀器為FLUKE5720校準器、六位半萬用表DMM6000。測試步驟,校準器FLUKE5720輸出不同的被測電流值,萬用表讀取電流探頭的響應電壓值。

 

 

2.1 直流精度測試環(huán)境

 

2、精度數(shù)據

 

 

2.1   直流精度測試數(shù)據

 

3、驗證結論

       上表格的數(shù)據顯示,ZCP0030-50在量程范圍內的直流精度在1%rdg±1mV以內。

 

二、上升時間驗證

       ZCP0030-50的帶寬是50MHz,對應上升時間≤7ns。探頭上升時間是指測試脈沖時,測量系統(tǒng)響應波形從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%所需要的時間,是一個很關鍵的參數(shù),上升時間越快,說明探頭的響應越快,能測到更加快速變化的電流波形,還原電流波形的性能越好。

 

1、測試條件

      測試電流探頭的上升時間使用的測試儀器是信號發(fā)生器Keysight33600和示波器ZDS2022。信號發(fā)生器產生上升時間為5ns的方波,示波器顯示經過電流探頭后的上升波形和時間。

 

2、波形數(shù)據

 

 

3.1  ZCP0030-50的上升時間

 

      如圖3.1所示,根據示波器測量到的上升時間為8.5ns,這個總時間是信號發(fā)生器自身的上升時間加上探頭的上升時間,所以實際上探頭的上升時間還需要將總時間減去信號發(fā)生器自身的上升時間,具體的計算公式如下。

 

 

 

3、驗證結論

       實測結果在理論計算范圍內,上升時間正常,實測帶寬在50MHz以上。

 

三、方波響應驗證

       方波響應主要是用來簡易測試電流探頭幅頻響應特性的測試方法。電流探頭能夠完整的重現(xiàn)方波波形,不出現(xiàn)畸變,說明探頭的幅頻響應平坦,是良好的。

 

1、測試條件

       測試電流探頭的方波響應時,使用的測試儀器是信號發(fā)生器Keysight33600和示波器ZDS2022。信號發(fā)生器產生電流峰峰值為100mA,頻率分別1KHz、100KHz、1MHz為的方波,示波器顯示相對應的方波波形。

 

2、波形數(shù)據

      如圖3所示,在測試1KHz的電流方波時,探頭的方波響應是很好的,波形基本上沒有畸變,波形比較平坦,沒有發(fā)生傾斜等。

 

 


3 1KHz電流方波響應

 

       如圖4所示,在測試100KHz的電流方波時,探頭的方波響應是很好的,波形基本上沒有畸變,波形比較平坦,沒有發(fā)生傾斜等。

 

 


4 100KHz電流方波響應

 

       如3所示,在測試1MHz的電流方波時,探頭的整體方波響應的波形基本上沒有畸變,波形比較平坦,沒有發(fā)生傾斜等。

 

 


5 100KHz電流方波響應

 

       如圖5所示,在測試1MHz的電流方波時,探頭的整體方波響應的波形基本上沒有畸變,波形比較平坦,沒有發(fā)生傾斜等。

 

3、驗證結論

      實測結果在理論計算范圍內,幅頻響應平坦。

 

四、噪聲評測

      噪聲是電流探頭的重要參數(shù),噪聲的大小直接影響到探頭的分辨率,噪聲越小,分辨率越高。

 

1、測試條件

      噪聲測試主要是使用示波器ZDS2022來觀察測試,并記錄相應的測試值。

 

2、精度數(shù)據

      如圖6所示,測試出來的電流探頭的實際噪聲的峰峰值小于10mA,交流有效值小于1mArms。

 

 

6 噪聲測試

 

3、驗證結論

       實測結果在理論計算范圍內,噪聲控制良好。






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