在平时使用测试测量设备时,由于测试测量设备的直接电压,电流输入值有限,在测试中,常常会使用到传感器,而对于传感器的选择,就成了面临的首要问题,在平时,一般我们只会在意传感器的量程大小是否满足测试需要,但是除此之外,传感器的选择还有许多需要注意的点,本文就以最常用的电流传感器为例,手把手教大家选择合适的传感器。


传感器的量程与被测信号是否匹配,例如测 800A 的电流信号,选择 1000A 的传感器,但是传感器转出的信号也要量程,是最重要的指标,也恰恰是最容易出问题的地方,一般我们选择的时候,都会关注适应仪器本身的量程。以莱姆知用 CTA1000 传感器搭配 PA5000H,50A 功率板卡为例,PA5000H 最小量程为 1A,目前测试仪器的最小显示数值为量程的 1.5%,也就是低于 15mA 以下的数值无法显示,传感器变比为 1:1000,1A 电流对应传感输出 1mA,即 15A 以下电流都无法显示。所以此时使用 PA5000H 配备 5A 板卡较为合适,因为 5A 板卡最小量程为 10mA,0.15mA 以上的的传感器输出电流数值都可以显示。

 

若机器已经购买,还有其他解决办法,配备 PATV-33 转接头,可将传感器的电流信号转为电压信号输入到功率分析仪的 BNC 端口。

 

图 1 闭口传感器与 PATV-33 转接头

 

一、带宽

与仪器相同,传感器也是有带宽参数的,尤其是测高频信号的行业,如电机,经常会出现效率过 1 或者效率过低的情况,其中很多情况是由于传感器带宽不足造成的,根据木桶效应,整个测试系统的带宽由最低的部分决定,例如 5M 带宽的 PA5000H 配 100K 带宽的传感器,那么系统的带宽只有 100K,测试低频信号时差异不大,若是测高频信号,可能就会因带宽不足造成测试不准。

 

二、传感器类型

例如电流传感器,一般有电压型电流传感器,电流型电流传感器,其中原理不同,输出的信号类型也不一样,例如大部分霍尔传感器,一般为闭口传感器,测试精度高,输出为电流信号,例如莱姆 CT,LF 系列,知用的 CTA 系列均属此种传感器,此时只要在仪器中设置对应的比例即刻。电压型电流传感器一般为 BNC 口,例如电流钳,示波器电流探头等,是将电流信号转换为电压信号,此时需要在仪器内设置对应外部传感器及变比。另外,对于罗氏线圈等带积分器的特殊传感器,目前并非所有仪器都支持,需要跟不同仪器的厂商沟通确认。

 

图 2 电流型电流传感器输入示意图

 

图 3 电压型电流传感器输入示意图

 

三、精度与孔径

精度是选择传感器时非常重要的指标,可根据需求选择,不同的精度,价位也不同,同时需要注意的是,若测试导线较粗,需要考虑孔径大小是否合适,一般传感器规格表中都会有相应说明,建议选择孔径尽量贴合导线粗细,保证高精度测试。

 

四、交直流测试

选择传感器时,需要注意传感器测试信号是交流,直流,还是交直流,例如很多钳形传感器只能测试交流信号,罗氏线圈也只能测试交流信号。

 

五、温度与延时

高温测试场合时,需要注意传感器的测试温度范围,一般传感器标称精度是在室温 25 摄氏度,温度波动对传感器精度有影响,不同型号传感器,需要具体咨询厂商。

 

此外,进行高频信号测试时,延时对于精度影响非常大,不同类型的传感器延时差别较大,霍尔传感器的延时远大于罗氏线圈的延时,若有高频测试需求,可以对霍尔传感器做单独的延时标定,PAH 系列功率分析仪支持将延时输入仪器内部进行校正,有效保证高频信号测试精准性。