电流分流器介绍和使用
在电工和电力电子测量中,能精确测量大电流是一个比较头痛的问题。传统上讲,测量交流大电流一般采用电流互感器(例如61-773钳形表、D37N电流探头),柔性使用时采用罗氏线圈(例如MA100电流探头);测量直流大电流一般采用霍尔效应传感器(例如61-775钳形表、PAC21电流探头)。这些电流传感器,由于是感应式的,测量时不需要断开被测电路,直接用传感器夹持穿过被测导线即可。它们一般将大电流以一定变比变化成10安培以下的小电流、或者为10V以下的小电压,这些感应的小电流或小电压,连接到相应的电流表或电压表,于是这些小量程的电流表或电压表(例如OI857万用表)就可测量大电流了,只是测得的电流还需要乘上相应的变比值,这样虽然方便,但是精度就不是太高。
要想精确测量大电流,一般使用精密电流分流器组件取代电流互感器或霍尔效应传感器,例如7550A精密电流分流器。但是精密电流分流器测量使用时,需要断开被测电路,把电流分流器串联在电路中,才能测量。
什么是电流分流器?
电流分流器又称电流比率仪器,有时也为电流电压转换器、外接分流器式大电流表,一般是用来测量大电流,根据大电流通过电阻时在电阻两端产生电压的原理制成。常与测量仪器仪表的电流电路并联,以扩大其测量范围;或其产生电压输出测量其电压,从而间接测量电流大小的元件或仪器。原理上分流器实际就是一个阻值很小的电阻,当有电流通过时,产生压降,供电流表显示;所谓分流,即分一小的电流去推动毫伏表显示,该小电流(mA)与大回路里的电流比例越小,电流表指示读数的线性就越好,也更精确。
具体来讲,如果要测量一个很大的直流电流,例如几十安培,甚至更大到上千安培,没有那么大量程的电流表进行电流的测量,怎么办?这时候采用分流器就可以解决问题。形象上来讲分流器就是一根短的导体,可以是各种金属或合金的,也可是连接端子,其的直流电阻值严格调好,把分流器串接在直流电路里,直流电流流过分流器,分流器两端产生毫伏直流电压信号,把毫伏表并联在该分流器两端,该读数乘以直流电阻值就是该直流电路里的电流值。
电流分流器的应用
电流分流器广泛用于扩大仪表测量电流的范围,均可用于通讯系统、电子整机、自动化控制。对于电机试验测量,往往一块电流表要配置多个分流器,以解决在较大测量范围内都能保证要求的测量准确度。此时,要求所有分流器的额定电压降应与所配电流表一致,例如100mV。这样,分流器选定后,电流表的满量程就是所选分流器的额定电流值,电流表倍数(表盘刻度每格电流数)即为分流器的额定电流除于表盘刻度总格数。
电流分流器的分类及规格
电流分流器有很多规格,按结构上分市面上主要有固定式定值分流器和精密合金电阻器,固定式定值分流器或插槽式分流器额定电流有5A、10A、15A、20A、25A不等,精密合金电阻器或非插槽式分流器的额定电流从10A到15kA标准间隔均有;电流分流器按连接形式主要分为外附分流器和内附分流器,外附分流器也有多种型号,如;FL-2型、FL-19型FL-13型、FL-29型、FL-39型等,内附分流器也有很多,内附分流器形状要比外附分流器小很多。按材料分为锰镍铜合金电阻棒和铜带,并镀有镍层,它们额定压降一般是60mV,也有75mV、100mV、120mV、150mV及300mV。
电流分流器的使用方法举例
分流器就是一个能够通过大电流的小电阻,一般常用的15A或20A以及35A以上的电流表都需要分流器。
分流器阻抗=表头标志满度电压÷表头满度电流
例如:20A电流表的分流器阻值(分流值)=200mV÷20A=0.01Ω抗恒定后根据欧姆定律U=IR,电流与电压成正比,呈线形关系,所以就可以用一个满度为200mv的电压表显示当前电流。因此,使用的电流表实际是一块电压表。
选用电流分流器的方法
选用电流分流器,一般对应电流表来选择。测试中,电流表和分流器要配套使用,一般满度值75mV,例如:100A电流表配套分流器阻值为0.75mΩ,因为100A×0.75mΩ=75mV;50A电流表配套的分流器阻值为1.5mΩ为50A×1.5mΩ=75mV。
电流表有多种不同规格,但是实际表头却标注毫伏表。例如:满刻度为75mv电压表,用这块电压表测量20A电流,就需要给它配一个在流过20A电流时候产生75mv电压降的分流电阻,即3.75mΩ分流器,也称为75mV分流器。选择电流分流器规则如下:
1、按所用电流表(或电流电压两用表)表盘上所标出的毫伏数来选择分流器的额定压降规格(一般常用75mV或45mV)。若所用电流表无此值,则用下式计算表的电压量限,然后再选择分流器的额定压降规格。
表电压量程(mV)=电流表满刻度时电流(A)×电流表内阻(Ω)÷1000。
2、按欲扩大的电流量程来选择分流器的额定电流规格。
3、将选定的分流器两个电流端分别与电源和负载相连接,电位端接电流表,应注意电流表的端子极性要接对,则电流表的量程就扩大到了分流器上标定的电流值。
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