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传感器的原理及特点和示波器探头选择

  漏电流传感器是一种依据互感器电磁隔离,磁调制工作原理将被测交流微电流,直流微电流转换成直流电流,直流电压并隔离输出标准模拟信号或数字信号的装置,广泛应用于直流及交流供电系统的母线及各支路绝缘情况实时监测。

  直流漏电流传感器则是一种利用磁通门原理将被测直流电流转换成与该电流成比例输出的直流电流或电压信号的测量模块,原副边之间高度绝缘,通常输出标准的直流DC4-20mA,DC0-5V,DC0-10V等信号,此标准信号可以被多种采集设备采集,如PLC,RTU,DAS卡等,用于多种电流监控的场合。

  原理依据漏电流传感器环绕安装在直流回路的正负出线上,当装置运行时,实时检测各支路传感器输出的信号,当支路绝缘情况正常时,流过传感器的电流大小相等,方向相反,其输出信号为零,当支路有接地时,漏电流传感器有差流流过,传感器的输出不为零,因此通过检测各支路传感器的输出信号,就可以判断直流系统接地支路,该原理选线精度高,不受线路分布电容的影响。

  直流漏电流传感器的设计特点如下:。

  1,直流漏电流传感器是采用磁通门的技术,由内部方波震荡器产生的补偿电流对原边电流进行补偿,达到磁场平衡,此时输出值VM精确反映原边电流,主要用于直流小电流及差值电流检测。

  2,一体式设计,直流漏电流传感器采取一体式设计,取代传统的分流器+变送器的方式,其他元器件的检测方式,体积小,安装方便,电流传感器避免在因为空间结构过小而出现使用上的问题。

  示波器探头对测量结果的准确性以及正确性至关重要,它是连接被测电路与示波器输入端的电子部件,*简单的探头是连接被测电路与电子示波器输入端的一根导线,复杂的探头由阻容元件和有源器件组成,简单的探头没有采取屏蔽措施很容易受到外界电磁场的干扰,而且本身等效电容较大,造成被测电路的负载增加,使被测信号失真。

  负载效应所谓负载效应就是在被测电路上接入示波器时,有时示波器的输入电阻会对被测电路产生影响,致使被测电路的信号发生变化,若负载效应的影响很大,就不能准确地进行波形测量,若要减小负载效应,就需要将示波器一端的输入电阻增大,输入电阻越大,输入电容越小,负载效应就越小,在示波器测量中,另外一种负载效应指的是探头对被测电路的负载效应,为保证测量的准确性,需要减轻探头对被测电路的负载效应,不至影响到被测信号,因此应选择高输入阻抗的探头,探头的输入阻抗可以等效为电阻与电容的并联。

  低频时(1MHz以下)探头的负载主要是阻抗作用,高频时(10MHz以上)探头的负载主要是容抗作用。

  为了减轻探头对被测电路的负载作用,应选择高阻抗,低容抗的探头,例如带宽100MHz用的无源探头,它的输入电阻是1~10Ω,输入电容是1~10pF.有源探头的负载作用优于无源探头,频率特性更好,3.2阻抗匹配阻抗是电压和电流之比,在理想情况下,对被测仪器进行测试时不应霍尔电流传感器影响它的正常工作,测量值也应和未接测试仪器时相同,当连接仪器进行测量时,要考虑阻抗对测量准确性的影响,为了保证仪器之间能够传送最大的功率,阻抗应该匹配,如果阻抗为纯电阻,应使输入阻抗与输出阻抗的值相等,如果阻抗包含电抗成分应使负载的输入阻抗与源的输出阻抗共轭匹配,这时能够传送最大功率。

  阻抗匹配的阻抗值通常和使用的传输线的特性阻抗值一致,对于射频系统,一般采用50Ω阻抗,对于高阻抗仪器,由于等效并联电容的存在,随着频率升高,并联组合阻抗逐渐变小,将对被测电路形式负载,如1MΩ输入阻抗,在频率达到100MHz时,等效阻抗只有100Ω左右,因此,高带宽的示波器一般都采用50Ω输入阻抗,这样可以保证示波器与源端的匹配,但是使用50Ω输入阻抗时,必须考虑到50Ω输入阻抗的负载效应比较明显,此时最好使用低电容的有源探头,3.3电容负荷随着信号频率或转换速率提高,阻抗的电容成分变成主要因素,结果,电容负荷成为主要问题,特别是电容负荷会影响快速转换波形的上升时间和下降时间及波形中高频成分幅度。

  示波器的探头有非常多的种类,不同的性能,比如高压,差分,有源高速探头等等,价格也从几百人民币到接近一万美元,价格的主要决定因素当然是带宽和功能,探头是示波器接触电路的部分,好的探头可以提供测试需要的保真度,所以各位顾客朋友在选择探头的时候一定要根据所需进行对比,不能贪图便宜探头替代。

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