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电流测量技术的新突破 --Fluke A40B 系列精密分流器 一. 用分流器电流测量电流的主要技术问题 如何准确、方便地测量电流，一直是测量技术努力追求，不断探索的课题。在电路中接 入分流器，测量分流器两端的电压，再根据欧姆定律，用测得的电压除以分流器的电阻值就 可以得到电路中的电流值。这种测量方法使用设备少，方便，快捷，受到了普遍地欢迎，成 为测量电流的主要方法。特别是采用数字化测量技术后，以测量电压为对象的模/数转换器 的大量应用，使得用分流器测量电流的方法更流行，更普遍。 然而，使用分流器测量电流也受到许多的限制。 I=V/RI=V/R 这种限制主要表现在三个方面。首先，由于电流 在分流器电阻上消耗的电功率转换成加热能量， II 使分流器发热，使电阻值发生变化，从而影响测量 VV 电压表电压表 电流的准确度。其次，在测量交流电流时，分流器的 RR 交流参数使分流器成为一阻抗，阻抗的模值随频率变 化，分流器两端的电压也会随频率变化，使得测量交 电流源电流源 流电流的准确度大大降低。在音频范围内，电阻值小 于 10 欧姆的电阻容易呈感性，电阻值大于 10 欧姆的 电阻容易呈容性。在测量大电流时，电阻值都很小， 图1 用分流器测量电流 分流器的电感参数影响大；在测量小电流时，电阻值 较大，分流器的电容参数影响较大，测量电压的电压 I=V/RI=V/R 表的输入电容的影响会进一步加重这种影响。最后， II 在测量交流电功率时，要求从分流器得到的电压信号 VV 电压表电压表 保持电流的相位。分流器在通过交流电流时，尽管分 流器的阻抗模值可能变化不大，但是，分流器两端的 RR 电压相对于电流的相位已不再同相位，产生了附加相 电流源电流源 移。这对分流器的交流参数提出了更高的要求，如何 降低分流器的附加相移，成为测量交流电功率的关键 技术。 图 2 分流器交流参数的影响 目前市场上流行的 6 1/2 位数字多用表至 8 1/2 位数字多用表的交流电流性能就反映了 当前交流电流测量的水平。这些数字多用表都毫无例外地采用分流器来测量交流电流，而在 交流电流测量中，分流器引起的误差在测量误差中占主导地位，这些数字多用数字表测量交 流电流的技术指标基本上就是这些仪器的分流器的性能指标。 表 1 目前流行数字多用表交流电流年技术指标（%, 20Hz~5kHz） 型号 8508A 1281 3458A 8846A 34411A 2002 2001 2000 34401A 量程 200μA 0.05 0.05 0.25 0.3 0.3 0.52 0.52 无 无 200mA 0.05 0.05 0.4 0.3 0.3 0.32 0.32 无 无 2A 0.1 0.23 0.32/1A 0.24 0.16 0.47 0.47 0.24 0.24 20A 0.26 无 无 0.21/10A 无 无 无 无 无