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钳形表的校准 及测量不确定度分析 杨胜利 高级技术支持工程师 美国福禄克公司计量校准部 010 victor.yang@ ©2013 Fluke Calibration ‹#› 讲座内容 钳形表特点 钳形表电流功能的校准方法 钳形表电流功能测量不确定度分析 ©2013 Fluke Calibration ‹#› 钳形表特点 •钳形电流表，简称钳形表 •是一种不需断开电流回路即可测 量电流的测试仪器 •一般多用于测量大电流，或使 用在具有一定测量风险的场合 使用，尤其是电气检修作业。 •准确度一般不高，2%左右 •显示模式： •指针式和数字式 •测量模式： •互感器式，交流电流 •霍尔效应式，交直流电流 •柔性电流钳式，交流电流 ©2013 Fluke Calibration ‹#› 钳形表的工作原理-互感器式 •采用电磁感应原理：电流导线穿过钳口，通过钳口中的铁 芯耦合，在铁芯上缠绕的次级线圈产生感应电流，测量出 次级电流，根据匝数比即可得到原边的被测电流。 •只能测量交流电流。 ©2013 Fluke Calibration ‹#› 钳形表的工作原理-霍尔效应式 •霍尔效应: •1879年由美国物理学家霍尔发现。 •当电流通过磁场中的导体时，导体 中会产生与电流方向及磁场方向均 垂直的电势差，即霍尔电压。 •霍尔电压U 的大小与磁感应强度B的 H 垂直分量及电流I的大小成正比。 •在半导体中，霍尔效应更加明显。 •霍尔电流传感器，也叫霍尔元件 ，依据霍尔效应制作而成。 •霍尔电流传感器既可测直流电流 ，也可测量交流电流。 •钳形表应用霍尔电流传感器实现 非接触交直流电流的测量。 ©2013 Fluke Calibration ‹#› 直放式(开环) 霍尔电流传感器 （CS系列） 原理：Ip 流过导线产生磁场，大小与电流成正比，磁场聚集在磁环内，磁 环气隙中的霍尔元件测量产生霍尔电压，反映原边电流Ip。 优点：电路形式简单、成本相对较低。 缺点：精度、线性度较差；响应时间较慢；温度漂移较大。 ©2013 Fluke Calibration ‹#› 磁平衡式(闭环) 霍尔电流传感器 （CSM系列） N ×Ip= n ×Is 原理： Ip 流过导线产生磁场聚集在磁环内，磁环气隙中的霍尔元件 测量产生霍尔电压，驱动功率管，进而产生补偿电流 Is ，Is 产生反 向补偿磁场抵消 Ip 磁场，使霍尔电压降低，两个磁场平衡时，磁通 为零，检测出Is即可得到 Ip 的大小。 优点：无测量插入损耗，线性度好，可测量交直流电流及脉冲电流， 且原边电流与副边输出信号高度隔离，不引入干扰，响应快。 ©2013 Flu