【導讀】經常有客戶谘詢致遠的功率分析儀有幾種電流測量方式？分流器、互感器、傳感器、羅氏線圈等是否都匹配？測量時如何提高精度？本文和大家一起聊聊功率分析儀電流測量那些事兒。

電dian流liu測ce量liang是shi電dian子zi測ce量liang的de基ji礎chu，傳chuan統tong測ce量liang儀yi器qi數shu字zi萬wan用yong表biao通tong常chang適shi用yong於yu直zhi流liu或huo工gong頻pin正zheng弦xian波bo電dian流liu測ce量liang，鉗qian形xing電dian流liu表biao主zhu要yao用yong於yu工gong頻pin正zheng弦xian波bo電dian流liu測ce量liang。目mu前qian由you於yu各ge種zhong大da功gong率lv的de電dian力li電dian子zi開kai關guan設she備bei的de普pu及ji應ying用yong
，需xu要yao對dui交jiao直zhi流liu電dian流liu信xin號hao進jin行xing全quan麵mian的de測ce量liang：觀測其波形
，分析信號的諧波含量，同時測量有效值、直流值、交流值等。PA係列功率分析儀就是一種能夠很好滿足這一需求的測試儀器。它是如何測量、如何接線，又是如何實現大電流測量的呢？大電流測量時精度如何提高呢？本文將一一為大家解答。

功率分析儀測電流

致(zhi)遠(yuan)功(gong)率(lv)分(fen)析(xi)儀(yi)電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)有(you)直(zhi)接(jie)輸(shu)入(ru)和(he)外(wai)部(bu)傳(chuan)感(gan)器(qi)輸(shu)入(ru)兩(liang)種(zhong)端(duan)口(kou)

，其(qi)中(zhong)直(zhi)接(jie)輸(shu)入(ru)通(tong)道(dao)，輸(shu)入(ru)為(wei)電(dian)流(liu)信(xin)號(hao)，通(tong)過(guo)內(nei)部(bu)分(fen)流(liu)器(qi)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)測(ce)量(liang)；傳感器輸入通道，輸入為電壓信號
，可連接電壓輸出型的傳感器、互感器和外置分流器進行測量。

圖1 PA8000測量通道接口

功率分析儀擴展測電流

致遠PA功率分析儀直接輸入測電流有5A和50A功gong率lv單dan元yuan可ke選xuan擇ze，更geng大da的de電dian流liu可ke通tong過guo選xuan擇ze合he適shi的de傳chuan感gan器qi或huo互hu感gan器qi變bian換huan到dao功gong率lv單dan元yuan的de量liang程cheng範fan圍wei內nei，對dui於yu功gong率lv分fen析xi儀yi隻zhi需xu設she置zhi相xiang應ying的de變bian換huan比bi例li
，計ji算suan上shang輸shu入ru到dao功gong率lv單dan元yuan實shi際ji電dian壓ya或huo電dian流liu乘cheng以yi一yi個ge係xi數shu，這zhe對dui於yu軟ruan件jian計ji算suan是shi沒mei有you任ren何he困kun難nan和he限xian製zhi的de。

當使用的傳感器/互感器輸出為電流信號時，接入到PA功率分析儀的電流直接輸入端口，根據所用傳感器/互感器在PA功率分析儀上正確設置的“CT”比例係數，如100A/5A，則CT=100A/5A=20。

當使用的電流傳感器/電流互感器輸出為電壓信號時，接入到PA功率分析儀的外部傳感器端口（BNC接口），根據所用傳感器/互感器正確設置PA的“傳感器比率”，單位為mV/A，如電流鉗參數為1000A轉換為1V，則傳感器比率設為1mV/A。

功率分析儀擴展測電流可選傳感器/互感器/分流器/羅氏線圈

通常的電流傳感器/互感器是把大電流轉換為同頻同相的小電流以便於測量或實現隔離。根據不同的變換原理，電流測量主要有兩種方法：一種是基於電磁學原理的，比如電流互感器、霍爾電流傳感器、羅氏線圈等；另一種是基於電學的主要理論歐姆定律的，比如分流器等。

1、分流器

fenliuqiyoukeyijiaocaiyangdianzu
，zuijibendeoumudinglv
，dianliuliuguodianzuchanshengdianya
，kejinxingjiaozhiliuceliang。shuyufeigeliceliang，yibanshidiyaxiaodianliu。rutu 2 致遠PATV-33，高精度外置分流器
，將電流信號轉換為電壓信號
，阻值在3.3Ω左右（每個實物對應實測值）
，最大允許輸入電流300mA。

圖2 致遠PATV-33 

分流器接入功率分析儀上
，可以采用以下幾種方式
，提高測量精度：

●   分流器盡量靠近PA功率分析儀的輸入端；

●   分流器與PA功率分析儀輸入端的連線使用同軸電纜（同軸電纜有很好的電場磁場屏蔽作用）；

●   有些設備在回路中已預留分流器，客戶使用傳感器輸入測量預留的分流器

，也需盡可能縮短PA功率分析儀與分流器之間距離
，減少未屏蔽的環路麵積。

圖3 縮短功率分析儀與分流器之間距離，減少未屏蔽的環路麵積

2
、霍爾傳感器

jiyuhuoerxiaoyingdedianliuqianzaitiexinzhongjiagongyigeqixifangzhihuoeryuanjian。liyonghuoeryuanjianceliangqixizhongdeciganyingqiangdu，genjukongzhifangshibutong，youkaihuanhebihuanliangzhongleixing。kaihuanhuoerxingshiyongxianxingdujiaohaodehuoeryuanjian
，huoeryuanjianshuchudianyazhengbiyubeicedianliu。bihuanhuoerxingshiyonglingcitongjishu，tiexinshangyoubuchangxianquan。kaihuanhebihuanhuoerxingdianliuqiandoukeyiceliangzhiliuhejiaoliu，huoeryuanjianxuyaotigonggongzuodianya

，yincizheliangzhongdianliuqiandouyaogongdian，bihuanhuoerxuyaoqudongbuchangxianquanhaodiangengda。zhezhongleixingchuanganqifeichangangguibingqiehencuiruo。yinweigaojingdudechuanganqimuqianshiyongdeshicitongmenjishu，gaijishuyaoqiubixubaozhengchuanganqichuyugongdianzhengchangzhuangtaixia，qidongbeiceshebei，ruoshangdian
、掉diao電dian和he供gong電dian順shun序xu出chu錯cuo，會hui導dao致zhi傳chuan感gan器qi測ce量liang不bu準zhun，甚shen至zhi損sun壞huai，所suo以yi相xiang比bi較jiao傳chuan感gan器qi供gong電dian，被bei測ce電dian流liu要yao遵zun循xun遲chi到dao早zao退tui原yuan則ze，否fou則ze會hui造zao成cheng傳chuan感gan器qi損sun壞huai。

圖4 傳感器/被測電路上電/掉電時序圖

圖5 致遠ZCS200

霍爾傳感器，接入功率分析儀上，可以采用以下幾種方式，提高測量精度：

●   使用雙絞線、屏蔽電纜或同軸電纜連接傳感器和測量儀器；

●   避免靠近強磁場

；

●   除被測電流外避免靠近大電流電纜
；

●   使用低噪聲電源給傳感器供電
；

●   傳感器安裝需符合規範要求，承載被測電流的導體盡量垂直穿過傳感器通孔中心，電纜(或其它載流導體)最好充滿孔徑，見圖 6所示序號③、④、⑤所示。

圖6 傳感器安裝對比

3、互感器

電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)類(lei)似(si)於(yu)一(yi)個(ge)初(chu)級(ji)匝(za)數(shu)很(hen)少(shao)，次(ci)級(ji)匝(za)數(shu)較(jiao)多(duo)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)，其(qi)原(yuan)理(li)是(shi)依(yi)據(ju)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)原(yuan)理(li)，隻(zhi)能(neng)測(ce)試(shi)交(jiao)流(liu)。它(ta)是(shi)不(bu)能(neng)測(ce)量(liang)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu)的(de)
，通(tong)常(chang)設(she)計(ji)為(wei)工(gong)頻(pin)測(ce)量(liang)，準(zhun)確(que)度(du)為(wei)工(gong)頻(pin)下(xia)的(de)參(can)數(shu)，帶(dai)寬(kuan)較(jiao)窄(zhai)
，不(bu)適(shi)合(he)用(yong)於(yu)諧(xie)波(bo)分(fen)析(xi)和(he)非(fei)正(zheng)弦(xian)測(ce)量(liang)。使(shi)用(yong)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)一(yi)定(ding)注(zhu)意(yi)不(bu)能(neng)將(jiang)次(ci)級(ji)開(kai)路(lu)，否(fou)則(ze)將(jiang)會(hui)產(chan)生(sheng)高(gao)壓(ya)危(wei)及(ji)人(ren)身(shen)和(he)設(she)備(bei)安(an)全(quan)。

圖7 法國CA116

互感器，接入功率分析儀上

，可以采用以下幾種方式，提高測量精度：

●   使用同軸電纜連接互感器和測量儀器
；

●   互感器避免靠近強交變磁場
；

●   除被測電流外應避免靠近大電流電纜
；

●   承載被測電流的導體盡量位於互感器通孔位置。

4、羅氏線圈

羅氏線圈也叫測量線圈、微(wei)分(fen)電(dian)流(liu)傳(chuan)感(gan)器(qi)，是(shi)一(yi)個(ge)均(jun)勻(yun)纏(chan)繞(rao)在(zai)非(fei)鐵(tie)磁(ci)性(xing)材(cai)料(liao)上(shang)的(de)環(huan)形(xing)線(xian)圈(quan)，隻(zhi)能(neng)測(ce)試(shi)交(jiao)流(liu)，不(bu)能(neng)測(ce)試(shi)直(zhi)流(liu)，由(you)於(yu)交(jiao)流(liu)測(ce)試(shi)
，因(yin)輸(shu)出(chu)的(de)是(shi)微(wei)分(fen)信(xin)號(hao)，PA功率分析儀本身無內置積分器，所以通常不能直接運用在PA上
，但帶積分器的可以用在PA上，如致遠CTS6000，見圖 8。

圖8 致遠CTS6000

羅氏線圈，接入功率分析儀上，可以采用以下兩種方式，提高測量精度：

●   互感器避免靠近強交變磁場；

●   承載被測電流的導體盡量位於傳感器通孔中心。

總結

當被測電流超出功率分析儀量程範圍時，可通過外接傳感器/互感器/分流器/羅氏線圈擴展測電流

，四種測量方法各有千秋

，見表 1所(suo)示(shi)。在(zai)實(shi)際(ji)選(xuan)型(xing)中(zhong)
，可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)，選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)測(ce)量(liang)方(fang)式(shi)。一(yi)般(ban)情(qing)況(kuang)下(xia)使(shi)用(yong)電(dian)流(liu)直(zhi)接(jie)輸(shu)入(ru)測(ce)量(liang)效(xiao)果(guo)較(jiao)好(hao)，當(dang)被(bei)測(ce)回(hui)路(lu)中(zhong)存(cun)在(zai)較(jiao)高(gao)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)
，又(you)不(bu)存(cun)在(zai)低(di)共(gong)模(mo)電(dian)壓(ya)接(jie)入(ru)點(dian)時(shi)
，為(wei)了(le)避(bi)免(mian)幹(gan)擾(rao)

，使(shi)用(yong)互(hu)感(gan)器(qi)或(huo)傳(chuan)感(gan)器(qi)效(xiao)果(guo)較(jiao)好(hao)，當(dang)必(bi)須(xu)要(yao)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)或(huo)互(hu)感(gan)器(qi)時(shi)，高(gao)精(jing)度(du)電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)型(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)比(bi)互(hu)感(gan)器(qi)
、羅氏線圈效果好。

表1 四種電流檢測方式對比

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