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知用品牌柔性探头系列选型指南

2021-02-26 09:53:46

国产知用品牌生产的 CP9000 系列柔性电流探头根据环大小分为三类:

小环CP9000S系列:适用于特别狭小空间的测量,如 MOS 管,IGBT 管,电容等电流测量。

中环 CP9000 系列:适用于电容纹波电流,三相交流电,马达驱动波形等场合。

大环CP9000L系列:适用于大功率应用场合,太阳能,风能等大电流,高电压应用场合。

3 种柔性探头参考下图:

柔性电流探头





一:重要指标说明:

   1. 带宽

     柔性探头是交流探头,只能测量交流,带宽有低频截止点(-3dB 点)fL 和高频截止点(-3dB 点)fH。如下图:(-3dB 点:是指实际幅度的 70.7%位置)


柔性电流探头


       选择探头时就要考虑探头的高频截止点 fH 和低频截止点是否满足要求 fL。 

       要保证幅度满足精度要求,选择时一般要留有5倍余量。比如说探头的低频截止点是50Hz,表明实际如果测量 50Hz,幅度大概是实际值的70.7%,误差高达近30%。也就是测量50Hz的频率波形,那么实际选择探头时要考虑截止点低于10Hz的型号探头。高频截止点也是同样道理,比如说驱动频率是100KHz,要想准确测量,必须选择高频带宽大于500KHz的电流探头,当然如果考虑到上升沿的问题,带宽就要综合考虑了。有些电流波形,虽然频率只有100KHz,但是上升沿可能只有几十个ns,就需要带宽高达几十MHz的电流探头了。


2.相位

       柔性探头一般在不同频点相移不同,原理类似于 RC 的带通过滤波器,这里简单的举个RC高通滤波器,帮助了解(注:网上摘录 RC 高通滤波器图)。

柔性电流探头


 柔性电流探头



        由以上分析可知:在低频截止点位置 RC 高通滤波器相移为 45°,柔性探头类似于这种原理, 柔性探头时有源积分放大器,相移会有所不同,可通过厂家实测获得数据。


㈠CP9120S 实测数据:

根据说明书可知:CP9012S 低频截止点:34Hz

  测试平台如下图:电流源:FLUKE 5080A   示波器:LeCroy WaveSurfer 62Xs


柔性电流探头


 ①CP9012S 和 CP8150A(DC-5MHz 直交流电流探头,低频相移很小,可忽略不计)测量 50Hz 波形对比:


柔性电流探头

     测量 50Hz 时,以上图表明幅度差别不大,但是相位相差 58.4 度左右,和实际值差别较大 


 ②CP9012S 和 CP8150A(DC-5MHz 直交流电流探头,低频相移很小,可忽略不计)测量 400Hz 波形对比:


柔性电流探头


 测量 400Hz 波形 以上图表明 幅度差别不大,相位误差在 5.5 度左右 已经接近实际值。



 ㈡CP9600 实测数据: 

根据说明书可知:CP9060 低频截止点:3.5Hz 测试平台上同:


柔性电流探头


 ①CP9060和CP8150A(DC-5MHz 直交流电流探头,低频相移很小,可忽略不计)测量50Hz波形对比:


柔性电流探头

 测量50Hz时,以上图表明幅度差别不大,相位相差5.8度左右,和实际值差别也不大


 ②CP9060和CP8150A(DC-5MHz直交流电流探头,低频相移很小,可忽略不计)测量400Hz波形对比:


柔性电流探头

测量400Hz波形以上图表明幅度差别不大,相位误差在0.452度左右已经非常接近实际值。

通过以上试验得出如下结论:

探头低频截止点指标(低频带宽):决定被测频率下限,选择时要留5-10倍余量,这样可以保证幅度和相位基本满足要求。比如要测量50Hz波形,那么实际选择探头时要求低频截止点要在 10Hz以下,当然5Hz以下更好!

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