关于电流检测，请教坛内大神

Purvirs · 发表于 2023-10-12 14:52:29

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对于220V的工频电流，测量的最好方法是什么？

小电流当然是串电流表测量，最准确，那对于大于10A以上的电流，是否使用钳表更好？
钳表带真有效值和不带真有效值，在常见的照明和工厂线路测量中能差多少，只是会有更大的误差还是完全测不准？
带真有效值的钳表，对比真有效值万用表+外置电流钳，在几十A的电流测量中，哪一个会更准确？
测量大电流，钳表是不是意味着也有更大的误差？很想知道精密功率分析仪（比如横河的WT系列）是如何使用外置电流互感器实现高精度测量的。

第一次提问，思路比较乱，特向坛内大神请教

fsnhtan · 发表于 2023-10-12 19:53:46

功率计会不会好点

我是不会修 · 发表于 2023-10-12 20:11:12

一个单纯的电流钳头比很多钳表都贵了。。。。。
真有效值做过很多测试了，有兴趣可以翻看网友的帖子，很多情况，不带真有效值的误差会很离谱！市场上不带真有效值的钳表不多了。

Purvirs · 发表于 2023-10-12 21:35:09

fsnhtan 发表于 2023-10-12 19:53
功率计会不会好点

功率计确实会比较准的，尤其是带计量标的

Purvirs · 发表于 2023-10-12 21:46:39

我是不会修发表于 2023-10-12 20:11
一个单纯的电流钳头比很多钳表都贵了。。。。。
真有效值做过很多测试了，有兴趣可以翻看网友的帖子，很多 ...

多谢回复，鄙人最近买了一些测试设备，福禄克的i1010(交直流 1000A, 0.2%), 知用的电流探头CP8050A(50A, 50MHz), 还有一个非真有效值的UT203。
使用i1010+289C, CP8050A+12bit示波器的DVM， UT203钳表测试同一个交流电流（220V接电阻负载箱，电流约26A），居然能得出不同的三个电流，电流值相差都在2A以上，一时间真不知道以哪个为准。
所以就开始琢磨到底是哪个地方出了问题。
首先CP8050A的DVM AC RMS是以指定的采样周期数量内的波形进行计算，得到的有效值，那么如果采样数量比较少，则可能最不可信；其次电流探头着重看波形，示波器的ADC分辨率普遍比较鸡肋，那么这三个电流数据的可信度中，电流探头+示波器的方式我最先淘汰。
其次是289C+i1010与UT203, 由于不太清楚万用表读取电流数据（1A a.c. = 1mV a.c.）是否是正有效值转换，在没有更准确电流源的情况下，还真不知道289+i1010更准还是UT203更准。。。。实在是大写的尴尬。。。

dayibalang · 发表于 2023-10-12 23:59:11

本帖最后由 dayibalang 于 2023-10-13 00:53 编辑

rms和非rms可能会有较大差异，这个是波形系数决定的，如果你的负载是纯阻性，那么不应该有区别。
两个rms钳，理论上应该一样，但i1010的测量范围很大20多A对应的电压只有20多mv，配合的mv表也是较少的有效数字。50A那个钳子则有校高的输出幅度，示波器即便分辨率再低也不低于8bit，采样率再低也远高于50Hz，相对来说此时示波器的读数可能是最准的。对于交流，霍尔往往不如精密互感器准确。
如果你要比较精确的测量30A以下的电流，如果你有bz6可以用0.001Ω那只，配合台表，比如34401，应该可以保证0.2%。bz6是0.01级的，34401的100mv档是0.06%+40uV。不过交流电流一般不需要测这么精确。
以你现有的设备，可以用cp8050通过bnc转香蕉头连接到289上，可以达到稍低于/接近1%左右的精度。
如果我测这个范围的电流会找一只精密电流互感器，配合取样电阻微调，可以实现0.2%的精度。配合rms万用表的acmv或acv，或者示波器也可以，最终实现0.5%的电压精度并不困难。这个方案不算万用表和示波器的话，可能用不了10块钱。

suntide · 发表于 2023-10-13 09:04:28

我来回答，希望能帮助到你。
1，万用表电流档一般最大10A，测量大于10A的电流，钳表更方便。当然你也可以用外置分流器(shunt)。
2，普通的照明回路和工厂线路里面一般谐波含量不高，波形相对是很标准的正弦波了，有效值和非有效值测量结果是一样的。不要迷信真有效值，不带真有效值的钳表一样可以准确测量的。当然前提是你了解你的负载，对于线路谐波成分有个判断。
3，外置电流钳加万用表，和钳表，本质是一样的，需要注意外置电流钳的输入和输出换算关系。你要注意你的仪器量程。像i1010(交直流 1000A, 0.2%)测量26A的电流，因为量程误差是一个固定值，所以测量小电流时误差较大。26A的情况进来选择100A量程的外置电流钳或钳表。问题不在于哪种组合，问题在于量程误差。
4，精密功率分析仪有两种测量电流的手段，一种是内置分流器，比如有的型号可以测量到50A，20A直接输入。超过这个量程的一般要选用高精度电流传感器，例如磁通门原理的高精度传感器。无论是功率分析仪还是传感器，价格都不便宜。

eric_yangsen · 发表于 2023-10-13 09:12:30

用钳表侧，担心误差大可以把线多绕几圈，测的结果除圈数就是电流。另外钳表大多是工频的如果测的不是工频电流还是用串电流表测吧

Purvirs · 发表于 2023-10-13 13:10:39

dayibalang 发表于 2023-10-12 23:59
rms和非rms可能会有较大差异，这个是波形系数决定的，如果你的负载是纯阻性，那么不应该有区别。
两个rms钳 ...

多谢回复，受教了
确实CP8050+289的这个方式之前有考虑过，但考虑到BNC转香蕉头的转换器，市面上的都是非隔离的，不知道外部干扰是否太大，当然这是题外话，理论上这个是可行的。
之所以折腾这么久，就是想得到0.5%左右的电流精度，看来还是得考虑下互感器方案，或者看看有没有高精度钳形表。

Purvirs · 发表于 2023-10-13 13:27:37

suntide 发表于 2023-10-13 09:04
我来回答，希望能帮助到你。
1，万用表电流档一般最大10A，测量大于10A的电流，钳表更方便。当然你也可以用 ...

多谢回复和建议，
现在在考虑上TRMS的钳形表，由于我们这边对安全要求比较高，串入市电回路的分流器方案可能不得行。
现在负载确认是纯R载，且测试环境在市中心闹市区写字楼，楼宇供电，理论上电流谐波应该很小；但是输入电压的畸变程度不清楚，因为这个电路是从强电井拉出来的，而跟这个电路相连的就是大厦的电梯牵引电机，输入电压可能会受到这个的影响最终引起R载上电流畸变
综合看下来，可能再弄一个带多量程的TRMS钳表是最快的解决办法。当然也在看优利德的一款功率计，只是输入电流最大只能20A有点蛋疼。。。

Purvirs · 发表于 2023-10-13 13:28:45

eric_yangsen 发表于 2023-10-13 09:12
用钳表侧，担心误差大可以把线多绕几圈，测的结果除圈数就是电流。另外钳表大多是工频的如果测的不是工频电 ...

这个是个好方法，有空了我试试外置电流钳+289，绕十圈试试，多谢了！

dayibalang · 发表于 2023-10-13 15:06:21

Purvirs 发表于 2023-10-13 13:27
多谢回复和建议，
现在在考虑上TRMS的钳形表，由于我们这边对安全要求比较高，串入市电回路的分流器方案 ...

功率计的话进口的看看横河，国产的看看杭州远方。优利德的功率计就不要考虑了

Purvirs · 发表于 2023-10-13 15:38:15

dayibalang 发表于 2023-10-13 15:06
功率计的话进口的看看横河，国产的看看杭州远方。优利德的功率计就不要考虑了 ...

横河的我也想，，之前用过横河的WT1600, 号称能做3个0.5%，还能测谐波，就是太贵了呀

dayibalang · 发表于 2023-10-13 16:33:13

本帖最后由 dayibalang 于 2023-10-13 16:47 编辑

Purvirs 发表于 2023-10-13 15:38
横河的我也想，，之前用过横河的WT1600, 号称能做3个0.5%，还能测谐波，就是太贵了呀 ...

其实你只差一个bnc转香蕉。
首先这个东西就没没隔离的。而且你的钳子出来就是bnc，怎么屏蔽隔离？我就没见过有tnc口的示波器和探头。就算有，带guard的万用表也很少，bnc出来后到万用表长度只有几cm，同时探头的输出阻抗也比较小，因此耦合的干扰也很小。
你要觉得1%不够，就去淘宝买个三四十安的精密电流互感器，0.2%的，几块钱包邮，比如2500：1就配个250Ω的负载电阻，用4只0.1%1kΩ并联（大约成本1元），就是0.05%。289的acv是0.4%，总的不确定度是0.45%，都不用微调，正好能满足你的要求。250/10M的系统误差0.0025%可以忽略

Purvirs · 发表于 2023-10-13 19:52:02

dayibalang 发表于 2023-10-13 16:33
其实你只差一个bnc转香蕉。
首先这个东西就没没隔离的。而且你的钳子出来就是bnc，怎么屏蔽隔离？我就没 ...

好主意，，多谢指点与分析。
我回头搞一个来试试，应该是可以的

Purvirs · 发表于 2023-10-13 22:06:49

dayibalang 发表于 2023-10-13 16:33
其实你只差一个bnc转香蕉。
首先这个东西就没没隔离的。而且你的钳子出来就是bnc，怎么屏蔽隔离？我就没 ...

另外其实想澄清下的是，原回复中想表达的其实是屏蔽而非隔离，给各位带来误解实在抱歉。之所以在意这个是发现BNC转香蕉头在示波器上真的有很大的干扰，钳头空接的时候，手捏住BNC转换器，就看到示波器被引入很大的工频干扰；可以看我上传的图片；当然大佬们说的也对，BNS转香蕉头也无法做双屏蔽，毕竟香蕉头过来没有额外的屏蔽；后面有机会了我想试试转换器包锡纸，然后导入机壳；再次，多谢大佬们的回复！