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如何驗(yàn)證電流探頭的可靠性?

發(fā)布時(shí)間:2017-10-20 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】電流探頭是示波器測(cè)量電流的必備配件,但 不同品牌之間價(jià)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(yàn)證的完整 過(guò)程,并呈現(xiàn)所有實(shí)測(cè)結(jié)果,您也可依據(jù)此法對(duì)自己使用的電流探頭進(jìn)行驗(yàn)證。


       針對(duì)ZCP0030-50電流探頭進(jìn)行了全方位性能參數(shù)驗(yàn)證, 主要測(cè)試參數(shù)包括直流精度、上升時(shí)間、方波響應(yīng)、噪聲、以及開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)管電流波形實(shí)測(cè)。為了讓實(shí)測(cè)結(jié)果更加直觀,我們選擇T公司的TCP312電流探頭作為實(shí)測(cè)對(duì)比,并且在所有測(cè)試配有圖片和測(cè)試結(jié)果,保證測(cè)試過(guò)程可追溯。

 

一、直流精度驗(yàn)證

       ZCP0030-50標(biāo)稱直流精度為1%rdg±1mV,實(shí)測(cè)精度如表1所示。

 

1、測(cè)試條件

       精度測(cè)試所使用試儀器為FLUKE5720校準(zhǔn)器、六位半萬(wàn)用表DMM6000。測(cè)試步驟,校準(zhǔn)器FLUKE5720輸出不同的被測(cè)電流值,萬(wàn)用表讀取電流探頭的響應(yīng)電壓值。

 

 

2.1 直流精度測(cè)試環(huán)境

 

2、精度數(shù)據(jù)

 

 

2.1   直流精度測(cè)試數(shù)據(jù)

 

3、驗(yàn)證結(jié)論

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

 

二、上升時(shí)間驗(yàn)證

       ZCP0030-50的帶寬是50MHz,對(duì)應(yīng)上升時(shí)間≤7ns。探頭上升時(shí)間是指測(cè)試脈沖時(shí),測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)波形從穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%所需要的時(shí)間,是一個(gè)很關(guān)鍵的參數(shù),上升時(shí)間越快,說(shuō)明探頭的響應(yīng)越快,能測(cè)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(cè)試條件

      測(cè)試電流探頭的上升時(shí)間使用的測(cè)試儀器是信號(hào)發(fā)生器Keysight33600和示波器ZDS2022。信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生上升時(shí)間為5ns的方波,示波器顯示經(jīng)過(guò)電流探頭后的上升波形和時(shí)間。

 

2、波形數(shù)據(jù)

 

 

3.1  ZCP0030-50的上升時(shí)間

 

      如圖3.1所示,根據(jù)示波器測(cè)量到的上升時(shí)間為8.5ns,這個(gè)總時(shí)間是信號(hào)發(fā)生器自身的上升時(shí)間加上探頭的上升時(shí)間,所以實(shí)際上探頭的上升時(shí)間還需要將總時(shí)間減去信號(hào)發(fā)生器自身的上升時(shí)間,具體的計(jì)算公式如下。

 

 

 

3、驗(yàn)證結(jié)論

       實(shí)測(cè)結(jié)果在理論計(jì)算范圍內(nèi),上升時(shí)間正常,實(shí)測(cè)帶寬在50MHz以上。

 

三、方波響應(yīng)驗(yàn)證

       方波響應(yīng)主要是用來(lái)簡(jiǎn)易測(cè)試電流探頭幅頻響應(yīng)特性的測(cè)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(shuō)明探頭的幅頻響應(yīng)平坦,是良好的。

 

1、測(cè)試條件

       測(cè)試電流探頭的方波響應(yīng)時(shí),使用的測(cè)試儀器是信號(hào)發(fā)生器Keysight33600和示波器ZDS2022。信號(hào)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(duì)應(yīng)的方波波形。

 

2、波形數(shù)據(jù)

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

 

 


3 1KHz電流方波響應(yīng)

 

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

 

 


4 100KHz電流方波響應(yīng)

 

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

 

 


5 100KHz電流方波響應(yīng)

 

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

 

3、驗(yàn)證結(jié)論

      實(shí)測(cè)結(jié)果在理論計(jì)算范圍內(nèi),幅頻響應(yīng)平坦。

 

四、噪聲評(píng)測(cè)

      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(cè)試條件

      噪聲測(cè)試主要是使用示波器ZDS2022來(lái)觀察測(cè)試,并記錄相應(yīng)的測(cè)試值。

 

2、精度數(shù)據(jù)

      如圖6所示,測(cè)試出來(lái)的電流探頭的實(shí)際噪聲的峰峰值小于10mA,交流有效值小于1mArms。

 

 

6 噪聲測(cè)試

 

3、驗(yàn)證結(jié)論

       實(shí)測(cè)結(jié)果在理論計(jì)算范圍內(nèi),噪聲控制良好。






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