实现大直流电流的精确测量
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实现大直流电流的精确测量
　　虽然有许多仪器可以精确地测量小的直流电流(最大3A)，但很少有仪器可以精确地(好于1%)测量50A以上的直流电流。这么大的电流范围是电动汽车(EV)、电网能量存储和光伏(光电)可再生能源装置等的负载典型值。另外，这些系统需要精确地预测相关能量存储电池的电荷状态(SOC)。对电荷状态的估计可以根据电流和电荷(库伦计数)测量实现，而精确的测量数据对于精确的电荷状态估计来说是必要条件。本文引用地址：　　一般来说，用于电流或电荷测量的任何系统都设计包含有内置数据采集部件，如合适的放大器、滤波器、模数转换器(ADC)等。电流传感器用于检测电流。电流传感器的输出需要通过一个电路转换成可用的形式(即电压)。接着对信号进行滤波，以减少电磁和射频干扰。然后进行放大和数字化。再将每个电流数据样本乘以合适的时间间隔，(通过数字化计算)累加算出电荷值。　　另一方面，如果以恒定不变的频率进行数字化，那么首先累积的电流样本，然后当累积电荷值被读出或以某种方式利用时才乘以合适的时间间隔。同时需要考虑选择合适的最小奈奎斯特采样率，并在模数转换器之前使用足够窄的抗混叠滤波器。　　　　图1:典型的现代电流测量系统中的信号链。　　用于大电流测量的实用性传感器技术　　在用于测量大电流的技术中，有两种传感器技术最常见。第一种技术是检测承载电流的导体周围的磁场。第二种技术是测量承载待测电流(和电荷)的电阻(经常称之为分流器)上的压降。这个压降遵循欧姆定律(V = I × R)。　　用于大电流测量的器件通常称为霍尔效应电流传感器。这种传感器内置有一个载流元件。当电流和外部磁场施加于该元件上时，元件两侧会呈现一个垂直于电流方向并垂直于外部磁场方向的压差。普通金属中的霍尔效应压差值很小。值得注意的是，并不是所有测量载流导体周围磁场的直流电流传感器都是基于霍尔效应。下面会简要介绍它们之间的区别。　　大电流霍尔效应传感器　　为了做成一个带霍尔效应器件的电流传感器，需要用一个磁芯将导体电流周围的磁场集中起来，同时这个磁芯中要开一个槽，用于容纳实际的霍尔元件。尺寸相对较小的槽(相对于整个磁路长度而言)会形成一个接近均匀且垂直于霍尔元件平面的磁场。当霍尔元件获得电流能量时，将产生一个正比于励磁电流和磁芯磁场的电压。这个霍尔电压经放大后从电流传感器的输出端输出。　　　　图2:导体周围磁场、线性开环霍尔效应传感器和闭环传感器示意图。　　由于载流导体和磁芯之间没有电气上的连接(耦合的只是磁场)，传感器实际上是与待测电路隔离的。载流导体可能有很高的电压，而霍尔效应电流传感器的输出可以安全地连接到接地电路，或连接到相对载流导体任意电位的电路，因此提供满足最严格安全标准的间隙与爬电值也相对比较容易。　　然而，这种线性传感器也存在一些缺点。其中最不重要的缺点也许是霍尔效应传感器要求恒定励磁电流这个事实。另外，处理来自霍尔效应传感器的信号的放大和调节电路通常要消耗显着的能量。当然，这个能耗也许不那么显着，要看具体的应用。尽管如此，用于连续测量电流的霍尔传感器能耗也不能小至毫瓦级。　　霍尔效应传感器：漂移大，可用工作温度范围小　　因为典型的线性传感器输出是按比例量测的(不仅取决于被测的磁场强度，而且取决于励磁电流值)，励磁电流的稳定性将极大地影响待测电流幅度以及没有电流流动时的零偏移。一般来说，后两者都取决于供电电压的稳定和温度变化(因为影响励磁电流和霍尔电压本身的霍尔传感元件电阻取决于工作温度)。　　测量励磁电流并在输出中考虑该因素的传感器变种是可能的。但它要求精密的外部元件和较大的处理电路。而且霍尔电压是待测磁场的非线性函数，这进一步增加了传感器的误差。　　因为在不同条件下会产生不同的误差，大多数线性霍尔效应器件制造商会将总的误差分解成许多单独的分量。有时很难计算总的合成误差。　　　　闭环电流传感器　　为了解决霍尔传感元件的非线性问题，业界开发出了另外一种技术。这种技术依赖于检测传感磁芯中磁场的有无或符号，而不是测量这种磁场的强度。另外，它能避免由于霍尔元件中不稳定的励磁电流引起的测量误差。　　这种技术是在磁芯上增加一个绕组，用于产生符号相反的磁场，但强度与待测电流产生的磁场完全相等。现在霍尔传感元件仅用于检测磁场符号而不是磁场强度。这个绕组连接在有运放的电路中。该电路维持这种补偿绕组中的电流并使霍尔传感器感知到的磁场为零。补偿绕组中的电流要比待测导体中的电流小许多倍(也许超过1000倍)，这个功能只需在制作绕组时在磁芯上多绕几匝就可以实现，而且匝数可以得到精确控制。　　鉴于补偿绕组在运放反馈环路中的作用，这种电流传感器经常被称为“闭环”传感器。相反，前述简单的线性霍尔效应传感器经常被认为是“开环”传感器，以便强调在它们的工作过程中不存在反馈机制。　　在霍尔效应器件中，不能将检测零磁场时的(偏移)误差减小到任意小的值，这是由于各种漂移、而且大多数是由于温度相关性漂移的原因。这也是为何一些较高性能的电流传感器采用的技术不依赖于霍尔效应的原因。然而，这些传感器一般仍被称为霍尔效应传感器，这只是因为它们在外观上与霍尔效应器件十分相似罢了。　　其它磁场检测器　　在非霍尔器件中，有些基于各种物理现象的传感器可以用来执行磁场检测器的功能。其中一种技术基于的是磁阻效应，即当向传感器施加一个磁场时，传感器的电阻会发生变化。　　另外一种磁场检测器用的技术利用了铁氧体在磁场强度(用H表示)、磁通量密度(用B表示)和一种被称为饱和的特殊现象之间所呈现出来的非线性属性。当H场增加时，磁通量密度B最终将达到一个不再显着增加的点--这个点被称为饱和点。一些特殊配方做成的材料具有非常低的饱和点，它们被广泛用于称为磁通门的器件。　　事实上，一个基于磁通门的传感器可以将一个恒定的磁场转换成一个在满量程和几乎零之间交替变化的“选通式”或“削砍式”磁场。这种磁场变化可以很容易地被磁芯上的一个绕组拾取到，然后经交流放大器进行放大。最后使用所谓的同步检测(因为电路本身会控制削砍动作)技术恢复出正比于待测恒定磁场的值。　　值得注意的是，这种传感器的机械结构和相关电路的复杂性远高于闭环传感器。另外，它们的工作难度很高--当传感器没有获得能量，或者由于与外部检测电阻的松散连接导致补偿绕组电路开路的条件下进行电流测量--经常导致偏移和增益指标的不可恢复。由于补偿绕组不能抵消来自待测电流的磁场，这种传感器中的磁性元件将会永久磁化。　　需要精密电阻　　闭环传感器的输出信号就是补偿绕组中的电流(它的值要比待测电流小许多倍)。这个电流通常要被转换成电压值，再作进一步处理和数字化。这时只需使用普通电阻即可。　　然而，这种电阻的精度和稳定性将直接影响闭环电流传感器的精度和稳定度。如果使用1%精度的检测电阻，那么基本精度规定为0.0.01%的闭环传感器很快会降低到1%精度。　　但购买到一定商用数量且精度高于0.01%的电阻是很难的，即使它们只是工作在很窄的温度范围内。　　大电流分流　　如前所述，第二种电流测量技术采用电阻上的压降。在根据欧姆定律确定电流时，需要考虑一组独特的因素，具体跟电流大小有关。对于相对较小的电流，分流电阻上的压降可以做得相当大，以克服由于检测连接和分流电阻的散热原因或源自工作环境形成的温差造成的任何误差。然而，当电流超过50A时，热量散发和热电误差是最重要的。同样，由于分流电阻总是会被流过的电流加热，并且可能工作在温度不稳定的环境中，分流电阻阻值相对于温度的稳定性就显得尤其重要。　　分流器的物理组成　　初看起来分流器件是一个简单的电阻。一些在体积电阻率、(温度和时间)稳定性和合适机械外形方面具有适当属性的导电材料可以用作分流电阻。低精度的分流电阻可以完全是一段长度的导线或用合适的合金构建的矩形形状，并简单地与载流导体串联焊接(或以某种电气连接)在一起。然而，将这样的分流元件插入测量电路而不影响其阻值几乎是不可能的(由于存在连接点焊料数量的变化，或连接机械细节方面的变化)。　　另外，基于稳定性的原因，以分流电阻任何给定横截面内的电流密度大部分均匀的方式排列分流电阻是非常有益的。这样能防止形成所谓的热点--定义为温度比材料其它部分更高的分流电阻内部区域。除了简单的电阻变化外，热点处上升的高温可能将阻性材料带到退火点温度，在这个温度点(通过仔细控制化学成分和处理实现的)材料阻值可能开始永久改变。即使热点的实际存在不会影响精度，但在校准分流电阻时不可能确保它
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如何用万用表测交流电流
想测家用交流电电流，怎么测呢！地线－火线－零线，红笔V接火线，黑笔COM接零线，测出电压！但是电流怎么测呢！也是红笔接火线，黑笔接零线吗！还是说必须中间有个用电的电器有耗电才有电流，如灯泡，测灯泡两端才能测出电流！网上老是说什么要串联测啊，或用...
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必须中间有个用电的电器有耗电才有电流！这是一定的。测电流要断开电路，把电流表串接入电路。可在用电器开关关断时电流档红笔黑笔随便接开关的两个端子代替开关接通电路就能测到电流（注意电流表的档位必须大于用电器的电流范围）。
采纳率：69%
以前老式的万用表可以交直流两用测电流，现在万用表你可先用一个二极管（大电流的那种）整流一下，然后再串接到万用表测量，不过这样也不是很准确只能得个大概数，如要准确值还是要去借个有交流测电流那种表吧
用钳形表，用万用表直接测量只有在理论下用分流装置。直接点说红笔接哪里黑笔接哪里就可以了是会炸的。
用交流电流档测量灯泡的电流，1）摘下控制灯泡的墙壁开关，2）两个表笔分别搭在控制灯泡的火线和回线上，在灯泡发光的同时，就是这个灯泡的交流电流值。
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交流电流 怎么测
指针式多用电表，能测交流电流吗？
选择开关上没有交流电流档，可表盘第二行有一个波浪线和一个短直线，那么这个波浪线是什么作用？？？
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大多数的指针万用表是不能测量交流电流的，如果选择开关上没有交流电流档，说明就无法测量。表盘第二行有一个波浪线和一个短直线是交流、直流电压测量用刻度。交流电流简单的测法是使用钳形电流表；再就是串入一个电阻，测量电阻两端的电压，换算成电流。
交流电压测量，是用第三行的刻度。。第二行的刻度是均匀的，第三行的是不均匀的。。。
请问你的万用表的型号。交流电流测量的刻度也不是均匀的。
采纳率：51%
万用表一般可测量电压（v），电流（I），电阻（我找不到这个字母，大致就像一个半圆，表上有一看便知。单位：欧姆，用字母欧米伽表示）及晶体管。以指针式为例：选择测量对象（以及量程）进行切换档位，例：交流（AC或～)220v电压，我们可把挡位切换到～v，然后选择500v量程，将两个表针并联到电路上，再从表盘找到与v相对应的曲线查看读数，读数一般有5个大格，具体换算是用量程里的数（500v）除以5，得出每个大格电压数，然后除以10得出每小格电压数，一切OK。电流，电阻方法相同，测电阻时记得装电池哦！选择的量程数一定要大于额定参数。测直流（DC或—）时要注意表针的极性，红为正（＋）黑为负（－），切换量程注意区分AC(平躺的S下有～为交流，—为直流）DC，测量前要先检查表盘指针是否归零，可用螺丝刀调整表盘下方的螺母。
能的！波浪线就是交流、短直线是直流。用此档即可。
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万用表怎么测电流图解
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　　 & & & & & & & & & & & & & & &万用表使用方法图解:万用表测电流测电阻　　如今最主流的常用万用表是都是数字万用表，指针万用表很少用。&数字式万用表的使用方法详细图解如下。　　&　　(1)电压的测量　　电压的测量分为直流电压的测量和交流电压的测量。　　1)直流电压的测量（如电池、随身听电源等）　　将黑表笔插进万用表的“COM”孔，红表笔插进万用表的“vQ”孔。　　万用表的挡位旋钮打到直流挡“V-”，然后将旋钮调到比估计值大的量程（注意：表盘上的数值 均为最大量程）。把表笔接电源或电池两端，并保持接触稳定。从显示屏上直接读取测量数值，若测量数值显示为“15．，，，则表明量程太小，那么就要加大量程后&再测量。如果在数值左边出现“．”，则表明表笔极性与实际电源极性相反，此时红表笔接的是负极。　　2)交流电压的测量　　将黑表笔插进万用表的“COM”孔，红表笔插进万用表的“vQ”孔。　　把万用表的挡位旋钮打到交流挡“V-”，然后将旋钮调到比估计值大的量程。　　把表笔接到电源的两端（交流电压无正负之分，不用分正负），然后从显示屏上读取测量数值。　　　　(2)电流的测量　　电流的测量同样也分为直流电流的测量和交流电流的测量。　　　　测量鼠标的工作电流　　1)直流电流的测量　　将黑表笔插入万用表的“COM”孔，若测量大于200mA的电流，则要将红表笔插入“10A”插孔 &算将旋钮打到直流“10A”挡；若测量小于200mA的电流，则将红表笔插入“200mA”插孔，将 &旋钮打到直流200mA以内的合适量程。　　将挡位旋钮调到直流挡(A-)的合适位置，调整好后，开始测量。将万用表串进电路中，保持稳定,从显示屏上读取测量数据，若显示为“15．”，则表明量程太小，那么就要加大量程后再测量；如果 &在数值左边出现“．”，则表明电流从黑表笔流进万用表。　　2)交流电流的测量　　测量方法与直流电流的测量方法基本相同，不过挡位应该打到交流挡位(A～)，电流测量完 毕后应将红表笔插回&VQ”孔。　　　　(3)电阻的测量&&　测量电阻的具体方法如下。　　① &将黑表笔插进“COM”孔，红表笔插进“vQ”孔中。　　② &把挡位旋钮调到“Q”中所需的量程，用表笔接在电阻两端金属部位，测量中可以用手接触电阻，& 但不要把手同时接触电阻两端，这样会髟响测量精确度的（人体是电阻很大的导体）。　　③&保持表笔和电阻接触良好的同时，开始从显示屏上读取测量数据。　　　　(4)二极管的测量　　数字万用表可以测量发光二极管和整流二极管，测量方法如下。　　将黑表笔插进“COM”孔，红表笔插进“vQ”孔。 $baP将挡位旋钮调到二极管挡。 sVeia用红表笔接二极管的正极，黑表笔接负极，这时会显示二极管的正向压降。锗二极管的压降为 &0.15&-&0.3V，硅二极管为0.5&-&0.7V，发光二极管为15.8&-&2.3V。调换表笔，显示屏显示“15．”则 &为正常（因为二极管的反向电阻很大），否则此管已被击穿。 指针式万用表的使用方法如下。　　①&&测量电阻：将表棒搭在一起短路，使指针向右偏转，随即调整“Q”调零旋钮，使指针恰好指到O。　　然后将两根表棒分别接触被测电阻（或电路）’两端，读出指针在欧姆刻度线（第一条线）上的读 &数，再乘以该挡标的数字，就是所测电阻的阻值。例如用R×100挡测量电阻，指针指在80，则 &所测得的电阻值为80×100=8000.由于“Q”刻度线左部读数较密，难于看准，所以测量时应选 &择适当的欧姆挡，使指针在刻度线的中部或右部，这样读数比较准确。每次换挡，都应重新将两& 根表棒短接．重新调整指针到零位，才能测准。　　②&&测量直流电压：估计一下被测电压的大小，然后将转换开关拔至适当的V量程，将正表棒接被测 &电压“+”端，负表棒接被测量电压“．”端。然后根据该挡量程数字与标直流符号“DC一”刻度线 &（第二条线）上的指针所指数字，读出被测电压的大小。如用V300V挡测量，可以直接读0-&300 &的指示数值；如用V30V挡测量，只需将刻度线上300这个数字去掉一个“0”，看成是30，再依 &次把200.&100等数字看成是20、10即可直接读出指针指示数值。例如用V6V挡测量直流电压，& 指针指在15，则所测得电压为15.5V。　　③&&测量直流电流：估计一下被测电流的大小，然后将转换开关拨至合适的mA量程，再把万用表串 接在电路中，同时观察标有直流符号“DC”的刻度线，如电流量程选在3mA挡，这时，应把表 &面刻度线上300的数字去掉两个“O”，看成3，再依次把200、100看成是2、1，这样就可以读出 &被测电流数f9L.例如用直流3mA挡测量直流电流，指针在100，则电流为ImA。　　④&&测量交流电压：测交流电压的方法与测量直流电压的方法相似，所不同的是因交流电没有正、负 &之分，所以测量交流时，表棒也就不需分正、负。读数方法与上述的测量直流电压的读法一样， &只是数字应看标有交流符号“AC”的刻度线上的指针位置。　　万用表使用方法图解:万用表测电流测电阻来自：
数学辅导团团长
把红表笔放在所需电流档上，黑表笔放在公用端上，然后串联到所测电路上就行了。
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