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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、以及開關(guān)電源開關(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。

圖 2.1 直流精度測(cè)試環(huán)境

2、精度數(shù)據(jù)

表 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)過電流探頭后的上升波形和時(shí)間。

2、波形數(shù)據(jù)

圖 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，波形基本上沒有畸變，波形比較平坦，沒有發(fā)生傾斜等。

圖3 1KHz電流方波響應(yīng)