世纪汇泽（苏州）检测技术有限公司
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- CS101（25Hz~150kHz电源线传导敏感度）
- CS102（25Hz~50kHz地线传导敏感度）
- CS103（15kHz~10GHz天线端口互调传导敏感度）
- CS104（25Hz~20GHz天线端口无用信号抑制传导敏感度）
- CS105（25Hz~20GHz天线端口交调传导敏感度）
- CS106（电源线尖峰信号传导敏感度）
- CS109（50Hz~100kHz壳体电流传导敏感度）
- CS112（静电放电敏感度）
- CS114（4kHz~400MHz电缆束注入传导敏感度）
- CS115（电缆束注入脉冲激励传导敏感度）
- CS116（10kHz~100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬态传导敏感度）
- RS101（25Hz~100kHz磁场辐射敏感度）
- RS103（10kHz~40GHz电场辐射敏感度）
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客户案例
CASES
电流探头介绍
发布时间：
2023-05-04 00:00
1.前言
本文章主要介绍电流探头的用途、结构、特性、校准方法和测试应用。让大家更加全面了解电流探头相关技术知识，可以在EMC检测和校准实验室使用。
2.电流探头概述
2.1 用途
电流探头通常作为骚扰测量的传感部件，它将骚扰电流转变成测量接收机可
以检测的电压。用专门制作的卡式电流变换器就可以测量电缆上的不对称骚扰电流，且不需要与骚扰源导线直接导电接触，也不用改变其电路。这种方法的实用性是不言而喻的；对于复杂的导线系统、电子线路等，测量可以在不影响正常工作或正常配置的状态下进行。电流探头的构造使其能方便地卡住被测导线，被测导线作为一匝的初级线圈，次级线圈则包含在电流探头中。
尽管电流探头的主要测量频率范围为30Hz~100MHz，但可以制造用于30Hz~1000MHz频率范围测量的电流探头。当测量常规电源系统100MHz以上的驻波电流时，应将电流探头置于电流最大的位置。
电流探头的设计需使其在通带内具有平坦的频响。对于低于这种平坦通带的频率范围，电流探头仍可进行准确测量，但由于转移阻抗的减小其灵敏度会降低。对于高于平坦通带的频率范围，由于电流探头产生的谐振，测量将不再准确。
当附加了屏蔽结构时，电流探头可以测量不对称(共模)电流或者对称(差模)电流。
图1 电流探头实图(F-57)
2.2 结构
电流探头通常呈环状，被测导线放置在环的中心位置。按现有的要求和制造商的规范，电流探头的环内径为2mm~30cm。将次级线圈放置在环体内，以实现卡式电流钳的功能。将环形铁芯和线圈屏蔽起来，以阻止静电耦合。屏蔽壳体上间隙的目的是避免变换器上形成一个短路匝。
用于骚扰测量的典型电流探头的次级匝数为7匝~8匝。此为一个最佳匝数比，能够获得最宽的平坦频率范围和1Ω或更低的插入阻抗。在100kHz以下的频率 范围，使用硅钢片铁芯。在100kHz~400MHz频率范围，使用铁氧体芯；在200 MHz~1000 MHz频率范围，使用空心，并配有平衡-不平衡的50Ω输出变换器。图 2示出了典型电流探头的结构。
图2 典型的电流探头结构
2.3 特性
插入阻抗：≤1Ω。
转移阻抗：电流探头端接50Ω负载时，在平坦线性范围为0.1Ω~5Ω；低于平坦线性范围时为 0.001Ω~0.1Ω。
注:也可以使用转移阻抗的倒数即转移导纳[dB(S)]。当用分贝表示时,测量接收机的读数要加上导纳。为了校准转移阻抗或转移导纳，可使用专用的电流探头夹具。
附加的并联电容：电流探头外壳与被测导线之间电容应小于25pF。
频率响应：在规定的频率范围内校准探头的转移阻抗。单个探头频率范围的典型值分别为：100kHz~100MHz；100MHz~300MHz；200MHz~1000MHz。
脉冲响应：待定。
磁饱和：应规定误差不超过1dB时初级导线中直流或交流电源电流的最大值。
转移阻抗允差：待定。
外部磁场的影响：当将载流导线从探头口径内移至探头外的附近时，指示器的读数应至少减小40dB。
电场的影响：对于10V/m 以下的电场应不敏感。
位置的影响：使用探头时，任何尺寸的导线放置在口径内的任何部位，当不大于30 MHz时测量值的变化应小于1dB；当在30MHz~1000MHz频率范围时测量值的变化应小于2.5dB。
电流探头的口径：至少15mm。
3.电流探头校准方法
3.1 计量特性
3.1.1 插入损耗
测量频率范围：5Hz～1000MHz。
3.1.2 转移阻抗
测量频率范围：5Hz～1000MHz。
3.2 校准条件
3.2.1 环境条件
a)环境温度：(20±10)℃；
b)相对湿度：不大于 80%；
c)大气压强：86kPa～106kPa；
d)供电电源：电压(220±22)V，频率(50±1)Hz；
e)周围无腐蚀性及易燃易爆气体；
f)周围无影响校准系统正常工作的机械振动和电磁干扰。
3.2.2 测量标准
使用标准器为网络分析仪(见图3)和电流探头夹具((见图4)：
图3 网络分析仪
图4 电流探头夹具
3.3校准项目和校准方法
3.3.1 插入损耗与转移阻抗
3.3.2 校准方法
图5 电流探头转移阻抗校准连接图
网络分析仪的测量模式设为 S21，按电流探头的带宽设定网络仪的起始频率和终止频率，分辨力带宽一般选 1KHz，扫频模式改为对数扫频。电流钳的插入损耗(电压传输系数)A 可按下面公式计算：
A= S21' + S21
S21' ：不加电流探头，仅通过测试夹具(夹具两端各加一个10dB的隔离衰减器)和同轴电缆作归一化时网络分析仪的指示值(dB)，近似为零;
S21：将电流探头钳入测试夹具后，网络仪的接收端连接电流探头，输出端连接夹具一端，夹具的另一端加50Ω 终端，网络分析仪的指示值(dB)。
电流探头的转移阻抗Z可按下面公式计算：
Z=A+34
系数34是相对于50Ω的负载阻抗。因此可以看出，测出电流探头的电压传输系数后，电流探头的转移阻抗是通过计算得到的，同样也可得出转移导纳：
S=A-34
4. 测试应用
电流探头是骚扰测量的传感部件，它将骚扰电流转变成测量接收机可以检测的电压V，测试EUT电流I=接收机电压V+电流探头转移导纳S。主要应用在EMC实验室传导发射项目测试。下图为电流探头在汽车零部件传导发射—电流探头法项目中的应用。
图6 传导发射—电流探头法布置图
本文章介绍大家应该大致的了解电流探头的相关知识，但还有一种注入电流探头，它和电流探头有区别大家注意区分，注入电流探头主要应用在抗干扰测试中，下一篇文章会为大家重点讲解。