电流探头 电流探头三两事

示波器

它是我们电子工程师最常用的仪器之一，可以说是我们的得力助手。在日常使用中，我们大多数人都使用电压探头，这是最便宜、使用最广泛的探头。除了电压探头，还有电流探头。今天我给大家讲三个关于电流探头的事情。

原则上，通过将电压探头测量的电压值除以测量的阻抗值，可以容易地获得电流值。但实际上这种测量引入的误差很大，一般不采用电压转电流的方法。电流探头利用电流互感器输入可以精确测量电流波形，信号电流通过互感变压器转换成电压，由探头中的放大器放大后送入示波器。

电流探头有很多种。当然，只能测量交流的探头应该是基于交流变压器的原理。这种探头结构简单，性能一般，价格低廉。

如果要测量电流的DC分量，必须对静态磁场做出响应，变压器明显不工作，必须使用霍尔元件。霍尔元素在这里已经不流行了，不知道可以百度一下。这里主要讲讲霍尔元件是如何工作的。

用霍尔元件检测DC有两种方案。一个是下图:

霍尔元件检测初级电流激发磁场，然后根据磁感应强度与电流强度的正比计算出初级电流。然而，该方案受到霍尔元件线性度的限制，并且具有较差的精度。霍尔元件检测初级电流激发磁场，然后根据磁感应强度与电流强度的正比计算出初级电流。然而，该方案受到霍尔元件线性度的限制，并且具有较差的精度。

二、霍尔元件只是作为检测磁场有无的工具，以此来摆脱霍尔元件输出精度对测量精度的影响，如下图:

注意，运算放大器驱动图腾柱电流扩展电路，电流扩展电路驱动次级线圈。根据运算放大器的特性，很容易知道，只要霍尔元件的输出不为零，运算放大器就会驱动扩散器，扩散器就会给出次级线圈电流，然后初级电流和次级电流激发的磁场大小相等，方向相反，所以霍尔元件的输出为零。当然，不要在线圈的方向上出错，否则会变成闭环和正反馈，失控。在图中，次级电流与电阻相连，将电流信号转换成电压信号。注意，运算放大器驱动图腾柱电流扩展电路，电流扩展电路驱动次级线圈。根据运算放大器的特性，很容易知道，只要霍尔元件的输出不为零，运算放大器就会驱动扩散器，扩散器就会给出次级线圈电流，然后初级电流和次级电流激发的磁场大小相等，方向相反，所以霍尔元件的输出为零。当然，不要在线圈的方向上出错，否则会变成闭环和正反馈，失控。在图中，次级电流与电阻相连，将电流信号转换成电压信号。

两种方案都适用于中低频电流检测，第二种方案精度较好，但频率响应没有明显差异。最低的是DC，最高的是200千赫，最常见的是100千赫。

商用电流探头一般能达到DC-50MHz，霍尔元件电流传感器不能有这么高的频率响应。我觉得这个探头是霍尔和变压器的组合，即霍尔用于低频带检测，变压器用于高频带检测。这些探头都是活动的。霍尔一方面需要电源，另一方面可能会有滤波器和模拟运算电路将高低频检测电路有机结合。

与个人工程师相比，目前探头的价格非常昂贵，因此使用和维护极其重要:

每次测量前，主动电流探头需要预热20分钟以上，以保证测量结果的准确性；

每次测量后对探头消磁，以避免剩磁对测量结果的影响；

注意当前方向

除上述注意事项外，测量大电流和小电流时应注意的措施:

为了测量大DC电流，我们应该反向偏置通过第二导体的电流:增加偏置电流，测量两组导体之间的差异，并增加偏置电流。

为了测量小DC电流，需要增加绕组。