電流探頭本質

圖2：（a）直連頻譜儀 （b）連接前置放大器

 

為什麽電流探頭形狀是環形，而（ér）且能把噪聲信號測量出來了。其實電流探（tàn）頭本質上是一個環形變壓器，如圖3所（suǒ）示。

 

圖3：電流（liú）探頭等效示意圖

 

當探頭夾（jiá）在被（bèi）測導線上時，被測導線其實相當於變壓器的初級繞組，而（ér）探頭的繞組是次級繞組。當導線（初級線圈）中通過電流時會產生磁場，由該磁場所產生的磁力線會集中在電（diàn）流（liú）探頭內部的環形磁芯中循環流動，根據法拉第定律，磁芯中流動的磁場會在次級線圈（quān）上感應到電動勢Vind，Vind在頻譜儀內部Zin(50Ω)上（shàng）產（chǎn）生頻率範圍內的噪聲電流。圖4為電流探頭端接50Ω示意圖。

 

圖4：電流探頭端接頻譜（pǔ）50Ω阻抗

 

知道原理後，我們就可以利用磁環和線圈（quān）自製簡易的電流鉗進行測試（shì）。圖5為自製探頭。

圖5 自製簡易（yì）電流探頭

 

觸類旁（páng）通，當使（shǐ）用環形探頭測試磁場噪聲時，可在環（huán）形探頭上增（zēng）加磁環，由於磁環的磁芯材料擁有高磁導率的特性，被（bèi）測線束上噪（zào）聲電流所產生的磁（cí）場大部分都在（zài）磁（cí）環中流動，而不是發散到空氣中，互感原理（lǐ），穿透過環形探頭的磁通量將被增（zēng）強，根據法拉第定律，我們知（zhī）道，環（huán）形探頭上感應到的磁通量越多，頻譜儀端50Ω阻抗上感（gǎn）應到的電（diàn）動勢也就越大，被測噪聲幅值（zhí）將提高，測（cè）試結果更準確。如圖（tú）6所示。

 

圖6 用磁環（huán）提高（gāo）環形探頭測試的靈敏（mǐn）度

 

對於（yú）係統級的設備來說，機器內（nèi）部不同功能模（mó）塊之間的連接的信號線和電源線較多，要使用頻譜（pǔ）儀和近場探（tàn）頭來精確具體的噪聲（shēng）源和耦（ǒu）合路徑較為困難（nán），此時就可使用上述環形近場探頭（tóu）與（yǔ）磁環搭配的裝置進行測試。