对于必须为监测或故障排除目的而制造的基本电子元件，电流一直是更有问题的参数。在实验室或testbench上下文中，断开电路并插入电流表直接测量电流可能很简单..在生产测试环境中，在现场服务中，或在系统运行时对其进行监测和诊断测量，这种方法往往不方便或不可能。将低值电阻元件放置在电流路径中并测量其上产生的电压也会出现类似的接入问题，在工业驱动器或逆变器等高压系统的情况下也会出现安全问题。¬

　　¬¬解决这个问题的一个熟悉的工具是夹紧电流探头。根据基本电磁原理，我们知道在导体中流动的电流在它周围形成磁场；钳位探头使用该磁场间接测量电流。一些工程师认为钳位电流探头是一个有用的附件，但精度有限。新的设计克服了任何这样的限制，并提供了范围、准确性和稳定性性能，符合当今生产和维护测试场景的要求。探针可以与万用表接口，也可以配置为波形捕获设备，以连接到示波器。

　　¬汽车系统测试带来了许多测量挑战。它需要很高的动态范围；当发动机起动机电动机投入时，电流探头必须测量几百安培，而在天平的另一端，它必须解决毫安甚至微安的电流一电动汽车和混合动力车的发展速度的增加将增加进一步的需求。现代汽车系统中的一个典型测试用例是监测汽车系统在概念上转动时产生的待机电流o任车辆设计包含了许多电子控制单元(ECU)，所有这些单元都通过基于总线的互连相互作用，整个系统在逐渐关闭到静止状态时的行为可能是非常复杂的，并且可能需要很多分钟甚至几个小时。这直接导致需要测量工具，不仅解决非常低的电流，而且在长期内以稳定和完全可重复的方式这样做。¬¬

　　钳位探头的核心是对磁路的详细了解和细致设计..虽然表面上相似，但在dif-中使用了三种不同的测量原理。

　　不同的探针设计。在每一种情况下，探针的颚，当围绕导体关闭时，形成一个磁环。

　　¬一种变体使用放置在磁环间隙内的霍尔效应传感器；该回路将导体周围的磁场集中到间隙中，霍尔传感器发展成比例电压。这被称为开环设备：另一种闭环配置在磁芯周围增加了一个绕组，通过该绕组，伺服放大器驱动电流使霍尔传感器的磁场无效。与所有这些平衡测量技术一样，这种闭环布置可以增加范围和线性度，部分是通过保持磁组分远离其饱和区域。¬

　　¬第二个基本原理是磁通门传感器，它使用磁环的全B-H磁化特性。交流信号驱动磁芯进出其饱和区域：由于被测导体而产生的附加磁场的存在影响了磁性材料在其B-H环周围的漂移，由此可以导出测试电流的值。

　　另一种技术只测量交流电流，而前面提到的方法可以同时处理直流和交流；这是罗格斯基科勒方法，其中磁环是一个空气芯绕组。感兴趣的电流引起的磁场在线圈中产生一个电压，即电流的导数(di/dt)；信号调理然后将该电压集成到电流的测量中。基于传感器的探针可以测量到几毫安，1%的精度和imA分辨率；磁通门技术可以将其扩展到以ioojiA的分辨率测量imA。¬高性能探头的频率响应扩展到100kHz以上，使之成为可能。

　　工业驱动器和逆变器电流流动的谐波分析，脉冲响应时间在I(IS)下。

　　测试环境如上所述，磁设计是性能的关键。诸如汽车行业中的bonnet测量或工业环境中接近电机驱动器等环境对精密系统极为不利。在基本的层面上，电流探头的机械设计必须是稳健和准确的，这样磁环就能被正确地关闭，并且每次应用探头时都建立了相同的条件。

　　在微安培区域实现分辨率要求对外部磁场进行高水平的筛选，同时对感兴趣的领域提供高灵敏度。在工业驱动环境中，杂散场（和其他电噪声）的潜力是显而易见的；同样，在汽车环境中，将有多个电机和其他系统在附近。

　　即使是地球的磁场也必须考虑；在半径为2cm的ima电流产生的磁场强度是io纳米特斯拉；地球的磁场大约是几十微特斯拉..然而，制造高性能钳位探头所需的磁性设计专门知识远远超出了筛选。探头精度是常规指定的导体在探头孔径的中间，电线正常到平面的磁环。在真正的测试中¬

　　以此判断交流发电机是否正常：占空比是脉冲信号的正半周与一个周期的百分比。发动机电控系统中测试占空比的部位，主要是以脉冲电流工作的各种电磁阀。如对电控化油器混合比控制电磁阀、怠速电磁阀、EGR电磁阀、活性炭罐控制阀、分电器霍尔传感器的检测等。通过测量的占空比数值与各汽车厂家提供的标准值对比，很容易就可以判断故障所在。

　　电流传感器主要包括以下几种：1、电流互感器：电磁感应原理；2、霍尔电流传感器：霍尔效应原理；3、磁通门传感器：磁通门原理；4、罗氏线圈：电磁感应原理及安培环路定律；5、分流器：欧姆定理。

　　电流传感器工作原理：电流传感器从直流电到几十千赫兹的交流电，其所依据的工作原理主要是霍尔效应，当原边导线经过电流传感器时，原边电流IP会产生磁力线①，原边磁力线集中在磁芯②周围，内置在磁芯气隙中的霍尔电极③可产生和原边磁力线①成正比的大小仅几毫伏的电压，电子电路④可把这个微小的信号转变成副边电流IS⑤，并存在以下关系式：

　　(1)其中，IS—副边电流；IP—原边电流；NP—原边线圈匝数；NS—副边线圈匝数；NP/NS—匝数比，一般取NP=1。

　　电流传感器的输出信号是副边电流IS，它与输入信号（原边电流IP）成正比，IS一般很小，只有100~400mA。如果输出电流经过测量电阻RM，则可以得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的输出电压信号。

　　电流传感器分类：电流传感器分两大类：直流、交流电流传感器。

　　按用途可分为：工业传感器

　　工业产品电流电压测量解决方案。用于控制、校准以及过流保护和监控。

　　铁路传感器为铁路行业提供瞬时电流电压检测，主牵引和辅助变频的控制和保护。

　　自动化传感器用于工业自动化领域的电量传感器，提供瞬时值，RMS，真RMS信号可以直接输入PLC，二次仪表或其他仪器。这些传感器有开口和固定两种磁芯，有盘式和导轨等不同的安装方式。通常用于电机保护、电源监控等领域。

　　大电流传感器用于冶铝、氯碱、有色金属冶炼等行业直流大电流的测量、控制与保护，电流测量范围可以测量500KA。精度高，工作温度范围宽广。

　　电流传感器主要参数：1、标准额定值IPN和额定输出电流ISN

　　IPN指电流传感器所能测试的标准额定值，用有效值表示（A.r.m.s），IPN的大小与传感器产品的型号有关。

　　ISN指电流传感器额定输出电流，一般为100~400mA，某些型号可能会有所不同。

　　2、传感器供电电压VA：VA指电流传感器的供电电压，它必须在传感器所规定的范围内。超过此范围，传感器不能正常工作或可靠性降低，另外，传感器的供电电压VA又分为正极供电电压VA+和负极供电电压VA-。

　　3、测量范围Ipmax：测量范围指电流传感器可测量的最大电流值，测量范围一般高于标准额定值IPN。测量范围可用下式计算：

　　(2)要注意单相供电的传感器，其供电电压VAmin是双相供电电压VAmin的2倍，所以其测量范围要高于双相供电的传感器。

　　4、过载：电流传感器的过载能力参见图2。发生电流过载时，在测量范围之外，原边电流仍会增加，而且过载电流的持续时间可能很短，而过载值有可能超过传感器的允许值，过载电流值传感器一般测量不出来，但不会对传感器造成损坏。

　　5、精度：霍尔效应传感器的精度取决于标准额定电流IPN。

　　(1)偏移电流ISO：偏移电流也叫残余电流或剩余电流，它主要是由霍尔元件或电子电路中运算放大器工作状态不稳造成的。电流传感器在生产时，在25℃，IP=0时的情况下，偏移电流已调至最小，但传感器在离开生产线时，都会产生一定大小的偏移电流。产品技术文档中提到的精度已考虑了偏移电流增加的影响。

　　(2)线性度：线性度决定了传感器输出信号（副边电流IS）与输入信号（原边电流IP）在测量范围内成正比的程度。

　　(3)温度漂移：偏移电流ISO是在25℃时计算出来的，当霍尔电极周边环境温度变化时，ISO会产生变化。因此，考虑偏移电流ISO的最大变化是很重要的。

　　6、抗干扰性：(1)电磁场；闭环霍尔效应电流传感器，利用了原边导线的电磁场原理。因此下列因素直接影响传感器是否受外部电磁场干扰。

　　<1>传感器附近的外部电流大小及电流频率是否变化；

　　<2>外部导线与传感器的距离、外部导线的形状、位置和传感器内霍尔电极的位置；

　　<3>安装传感器所使用的材料有无磁性；

　　<4>所使用的电流传感器是否屏蔽；

　　为了尽量减小外部电磁场的干扰，最好按安装指南安装传感器。

　　(2)电磁兼容性：电磁兼容性EMC，（Electro-MagneticCompatibility）是研究电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作而又互不干扰，达到“兼容”状态的一门学科。空间电磁环境的恶化越来越容易使电子元器件之间因互不兼容而引发系统的误动作，因此电工、电子设备电磁兼容性检测极有必要。由于实际生产、科研及市场推广的迫切需要，采用已通过电磁兼容性检测的电流和电压传感器已形成共识，并已成为一个强制性标准。ABB公司的所有电流传感器自1996年1月1日起，均已通过了EMC检测。

　　高精度零磁通电流传感器DS系列：铝制外壳；高精度AC/DC电流传感器；可在-40°C-85°C的温度范围工作；频率响应范围宽；抑制工频干扰能力强；内置校准用信号源；ASPC–高级自我保护电路设计；DSUBBNC香蕉头LEMO接口可选；电压电流信号输出可选。

　　随着电子电力技术的发达，越来越多的设备需要高精度的传感器用于电流的精确测量和控制，DS系列由此诞生，它是基于磁通门技术的闭环传感器，非霍尔器件，具有高稳定度（温漂低、长期稳定性好）、超低噪声(0-100Hz时0.02uA)、高线性（<1ppm）的特点，满足客户苛刻要求，广泛应用于功率分析、高稳定电源、MRI梯度放大器、弧焊设备、电机、逆变器、铁路机车、汽车行业、电池电容检测等任何需要高精度测量电流的领域.

　　典型应用：MRI（核磁共振成像）

　　MRI成像质量受制于施加的磁场，磁场是由梯度放大器控制的梯度线圈电流来实现，所以成像的好坏受制于是否能精确测量和控制梯度线圈中的电流大小

　　DS系列高精度传感器由于非常小的线性误差，非常小的低频噪声，非常小的偏置和温漂，超高的稳定性好的应用于MRI设备.

　　功率测量：高精度的电流传感器使得幅值和相角的误差降到最低，基本还原信号的本质，如果采购普通传感器，对于测试结果的影响非常大；由于效率测试必须靠输入功率和输出功率计算得出而无法直接测量，所以误差会由输入和输出功率的测量误差累计，特别是对于测量效率高达95%以上的电力电子设备，如果没有高精度的功率分析仪配合高精度的电流传感器，测量结果无法保证。

　　风机、光伏逆变器、新能源汽车车载逆变器、电机、计量校准实验室等领域都需要高精度的功率测试.

　　提供供电系统和多种接口的选择，接线方便.

　　高稳定电源系统：当客户需要搭建供电系统而且需要非常稳定的电流输出时，需要用反馈电路精确控制电源输出电流大小；越来越多的电源制造商向紧凑型方向发展，工频干扰造成的影响由于电源体积的缩小会影响大部分元器件；普通的电流传感器会把干扰吸收并影响到输出；DS系列独创技术可以大大减小工频干扰对输出影响，使得制造商节省滤波成本。

　　其他应用：高能物理加速器、电池测试系统、电力机车等需要对电流精确测量控制的场合；高低温测试中需要对电流精确监控的场合。

　　产品特点：铝制外壳；相对于塑料材质更容易散热，防止核心部件过热导致误差增大；满足从-40°Cto+85°C严酷的环境条件；外壳超低阻抗有效防止外部干扰信号；减小快速dv/dt变化对于传感器影响；频响；研发的焦点专注于频响尽可能的扁平；每个传感器都要进行可追溯的频响测试。

　　ASPC–高级传感器保护电路：测试电流时，正确的顺序为先接好线，给传感器供电，再给待测设备供电，否则损坏传感器；测试结束，如果待测设备不断电情况下给传感器断电对传感器造成影响，特别是测试大电流时；非均匀地启停电流传感器供造成传感器的偏置增大；由于保护电路设计，即使出现以上问题，对于DS系列传感器来说不会造成损伤..

　　产品型号：DS200系列技术参数：最大输入电流：AC:200ARMSDC:370A(±15V供电25℃)/300A（±15V供电-40-85℃）；变比：1:500；最大偏置电流：12uA；最大增益误差：0.01%（DC-5KHz）；相角误差：0.1度；线性误差：1ppm；噪声：0.02uA（0-100Hz）；钳口直径27.6mm；DS600系列。

　　技术参数：最大输入电流：DC：900A（±15V供电25℃)/1050A(±15V供电-40-85℃)；变比：1:500；最大偏置电流：4uA；最大增益误差：0.01%（DC-2KHz）；相角误差：0.1度；线性误差：1ppm；噪声：0.004uA（0-100Hz）；钳口直径27.6mm；DS640系列。

　　技术参数：输入电流：DC：640A（±15V供电25℃)；工作范围：0-55℃；变比：1:40--1:640可调；最大偏置电流：4uA；线性误差：1uA；噪声：0.004uA（0-100Hz）；钳口直径28.1mm

　　DS2000系列技术参数：最大输入电流：AC:2000ARMSDC:3000A；工作温度：-40-65℃；变比：1:500；最大偏置电流：5ppm；最大增益误差：0.01%（DC-5KHz）；线性误差：1ppm；正常电流下的整体精度：0.01%（DC输入时）；噪声：3ppm（DC-100KHz）；钳口直径68mm。

　　DS5000系列

　　技术参数：最大输入电流：AC:5000ARMSDC:8000A；工作温度：0-55℃；变比：1:2500；最大偏置电流：10uA；最大增益误差：0.01%（DC-1KHz）；线性误差：1ppm；噪声：0.004uA（DC-100KHz）；钳口直径150mm。

　　接口选择：DSUB-9标准接口；LEMO电流输出接口；LEMO电流输出接口同时配置100匝校准线圈；BNC电压输出1V或10VDSSIU-4：

　　技术参数：可同时为四个DS系列传感器供电（DS5000除外）；标准19寸机架安装；输入电压：100-240V47-63Hz；输出电压：±15V（供给传感器）；输出接口：4mm香蕉头（传感器信号输出口）；可选2/5/10/20m屏蔽线用于传感器和电源的连接。

    1912年，德国学者VonW.Rogowski和W.Steinhaus在电气期刊上联合发表了一篇论文：《DieMessungdermagnetischenSpannung》，论文主要描述缠绕在一种柔性材料上的线圈，具备的电流测量及对抗外部磁场干扰的能力。

    这在当时只是一篇普通的论文，并没引起多大的反响。因为早在1887年，A.P.Chattock已经发表过关于柔性材料线圈的论文《OnaMagneticPotentiometer》，描述了利用长的柔性线圈测量磁势，当然，在如今的电机磁芯测量领域，A.P.Chattock依然是鼎鼎有名。

    先来欣赏一下VonW.Rogowski当时（1912年）的原版论文：

    图片虽然有些模糊，但依然能看出柔性线圈测量电流的样子

    想要索取论文完整版，可以联系小编

    VonW.Rogowski也在未来的岁月里度过了他的余生，并没有太多波澜壮阔的故事。这种柔性线圈只在少数范围内有人继续研究和使用，并没有走进真正的工业应用。

    时光如梭，一晃50多年过去，时间来到了1963年，英国学者Cooper从理论上对Rogowski的高频响应进行分析，奠定了Rogowski线圈大功率脉冲应用的理论基础，Rogowski在大电流脉冲测量中的应用正式展开。

    现阶段，随着工业应用的不断成熟，Rogowski线圈的优势也不断突显，质量轻、精度还算比较高，安装极其方便，重要的是：价格非常便宜。尤其是大电流测量领域。在国内，都称呼为罗式线圈，其电流测量范围从低至几十个mA可以上至数百个kA。频率测量上限可达到30MHz以上。

    罗氏线圈的测量原理可以单独写一本书，但用一句来总结就是：线圈的电压输出与电流的变化率（即微分）成正比，然后再将这个电压进行积分，即可得到原始电流。这就是它为什么它只能测交流。相信大学高数补考过2次以内的同学都可以明白其道理。

    是时候看看庐山真面目了，下面展示一下罗氏线圈到底长啥样。

    80%的人眼中的罗氏线圈是这样子的

    线圈是微分器，中间的塑料盒子是积分器，普遍用的就是这种。

    罗氏线圈还有长这个样子的，一个积分器盒子带3个线圈，适合三相测量应用

    罗氏线圈也有这样的，不到2mm的线径，可以直接测半导体器件的引脚电流

    这也是罗氏线圈，刚性的，精度提高了一个数量级，可以到0.1%

    没错，这也是罗氏线圈，频率高可以到200M以上，用于RF领域

    炎炎夏日，你惬意的时刻是什么时候？对于笔者而言，惬意莫过于下班回家后开启空调，从冰箱取出饮料，打开电视，然后在软软的沙发上来个葛优躺。

    但您可知道，为了保证这惬意时刻的享受，我们需要的是什么呢？

    答案就是电！

    现如今我们每天都在享受的惬意时刻看似平常，但要将电能源源不断地送入千家万户，却也不是一桩易事，更何况中国是全世界用电人数多的国家。说到这，笔者不得不说起中国L先世界的技术，特高压电力传输。通过该技术，电能可以很轻易地从千里之外输送到每家每户，而如今特高压技术只有我国全面掌握以及应用。

    然而，为什么在远距离输电时，要用高电压低电流方式呢？原理是什么呢？百度是这么说的：

    远距离输电要用高压的原因是：在同输电功率的情况下，根据公式P=UI，要使输电电流I减小，而输送功率P不变（足够大），就必须提高输电电压U。电压越高电流就越小，这样高压输电就能减少输电时的电流，从而降低因电流产生的热损耗和降低远距离输电的材料成本。

    由Q=I^2Rt可知减小发热Q有以下三种方法：一是减小输电时间t，二是减小输电线电阻R，三是减小输电电流I。可以看出，第三种办法是很有效的：电流减小一半，损失的电能就降为原来的四分之一。要减小电能的损失，必须减小输电电流。

    此时就有一个疑惑了，根据我们学的知识Q=UIt=U^2*t/R=I^2*R*t,如果增大电流或者升高电压，对发热Q的影响似乎是一致的，那为什么要用高压输电呢？

    答案就是，U的定义出了错误。

    输电过程中是存在三种电压的，初端U1、末端U2以及初末端压差U3。发热Q的公式中提到的U，真实的应该是U3，此时U3=IR可知U3和线路电流I成正比。因而我们真正的发热Q=U3It=U3^2*t/R=I^2*R*t

    而我们的高压输电中的高压，指的是初段U1以及末端U2需要高压。

    至此也就简单的解释了输电过程中选用高压低电流的原因。当然，高压输电技术远复杂于上述所说，各位如有兴趣，欢迎留言讨论。

    说了这么多高电压以及大电流，相信各位在日常工作中肯定会有相关测试需求，GMC-I作为欧洲著名仪器仪表品牌，向您推荐下列产品满足您的测试需求。

    HST系列高压分压器

    DS系列电流钳