功率分析仪如何用分流器测试电流

2014年05月13日

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如何准确、方便地测量电流

如何准确、方便地测量电流,一直是测量技术努力追求,不断探索的课题。在电路中接入分流器,测量分流器两端的电压,再根据欧姆定律,用测得的电压除以分流器的电阻值就可以得到电路中的电流值。这种测量方法使用设备少、方便、快捷,受到了普遍地欢迎,成为测量电流的主要方法。特别是采用数字化测量技术后,以测量电压为对象的模/数转换器的大量应用,使得用分流器测量电流的方法更流行,更普遍。

1. 用分流器测量电流

用于交流电测量时,为了减小电感的影响,通常采用特殊工艺将分流器的电感限制到很小的量值。就目前技术而言,在100A以内,无感分流器可以做到非常优良的性能。

采用外部分流器的 8828彩票怎么测量电流

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2. PA6000功率分析仪采用外部分流器测量电流

PA6000功率分析仪可以通过外部分流器测量电流。分流器将被测电流信号转换为电压信号输出,通过测试线将电压信号接入PA6000电流通道的传感器输入端子,即可以测量得到外部分流器的输入电流。

如何保证测量的精度

3. 基于分流器的PA6000测量框图

采用PA6000的功率分析仪测量框图如上所示,因此在实际测量电流时,PA6000的精度和分流器决定了测量精度。因此为保证测量的精度,可以在校准过程中将PA6000传感器输入通道和分流器一起校准,这样可以消除分流器引入的误差。分析如下:

假设校准源输出标准电流信号I,分流器标称阻值为R,误差为ΔR,功率分析仪测量电流值为Ix 。则校准过程中标准电流信号和测量电流值之间存在等式:

I×(R+ΔR= Ix ×R

可以得到标准电流信号和测量电流值之间的比例系数为:

在分流器阻值恒定时,该比例系数为固定的。

从上述分析可知,分流器的精度并不会影响整体的精度,可以通过PA6000传感器输入通道和分流器一起校准消除分流器阻值引入的误差。

分流器的误差来源

分流器的选择一般需要具有出色的低自加热功率系数和低温度系数,这样可以避免在测量电流时,由于电流的热效应导致分流器阻值的漂移,从而对精度造成影响。分析如下:

分流器的阻值为2mΩ,功率250W,温漂参数为10ppm,自加热系数为0.1/W。

当输入电流为100A时,分流器消耗功率为:

P =I2 R =1002 ×0.002=20W;

此时分流器温升为20×0.1 = 2,此时对阻值的影响偏差为2×10ppm = 20ppm,即为0.002%??杉笔淙氲缌魑?/SPAN>100A时,对分流器阻值的影响可以忽略不计的。

当输入电流为300A时,分流器消耗功率为:

P =I2 R =3002 ×0.002=180W;

此时分流器温升为180×0.1 = 18,此时对阻值的影响偏差也只有18×10ppm = 180ppm,即为0.018%。

4. 分流器阻值变化与温度的关系(20时阻值为参考值)

上图为分流器数据手册中阻值变化与温度的关系曲线,有上图可知,以20时阻值为参考值,在-40~140范围内,分流器阻值变化不超过0.1%,而且在20~80阻值的变化是非常小的,这与前面的计算结果也是保持一致的。

此外考虑分流器安装有散热器,因此其热功率是比较容易耗散出去的,会降低整体的温升,因此当分流器具有出色的低自加热功率系数和低温度系数时,并通过附加的散热措施,可以将分流器温升的影响降至最低,保证分流器阻值的稳定性。

误差分析总结

PA6000的功率分析仪通过分流器测量外部电流时,通过选择合适的分流器和校准方案可以完全消除分流器误差的影响,保证系统有良好的精度,该精度可以认为等同于PA6000功率分析仪的精度

 

 

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