鉅大LARGE | 點擊量：1062次 | 2020年04月02日
如何驗證電流探頭的可靠性？
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(jù)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，重要測試參數(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電流探頭作為實測比較，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%rdg1mV，實測精度如表1所示。
1、測試條件
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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。
圖2.1直流精度測試環(huán)境
2、精度數(shù)據(jù)
表2.1直流精度測試數(shù)據(jù)
3、驗證結論
上表格的數(shù)據(jù)顯示，ZCP0030-50在量程范圍內的直流精度在1%rdg1mV以內。
二、上升時間驗證
ZCP0030-50的帶寬是50MHz，對應上升時間le7ns。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(chǎn)生上升時間為5ns的方波，示波器顯示經(jīng)過電流探頭后的上升波形和時間。
2、波形數(shù)據(jù)
圖3.1ZCP0030-50的上升時間
如圖3.1所示，根據(jù)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
方波響應重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(chǎn)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(jù)
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。
圖31KHz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。
圖4100KHz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。
圖5100KHz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
噪聲測試重要是使用示波器ZDS2022來觀察測試，并記錄相應的測試值。
2、精度數(shù)據(jù)
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。
圖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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