So messen Sie die Verzögerung der Stromsonde eines Oszilloskops
Die Standardsonde des Oszilloskops kann nur Spannung messen, tatsächlich kann das Oszilloskop selbst nur Spannung messen. Wenn Sie Strom messen möchten, müssen Sie eine Stromsonde wählen, die das Stromsignal tatsächlich in ein Spannungssignal umwandelt und es an das Oszilloskop überträgt, was einem Sensor entspricht.
Bei der Auswahl einer Stromsonde sollten die folgenden Punkte beachtet werden. Einige Stromsonden können nur Wechselstrom messen, nicht Gleichstrom. Diese Sonden sind normalerweise passiv und benötigen keine externe Stromversorgung. Wenn Sie Gleichstrom messen müssen, müssen Sie eine Stromsonde finden, die AC/DC-Messungen unterstützt. Zweitens müssen Sie berücksichtigen, ob die Maximal- und Minimalwerte des zu messenden Stroms innerhalb des Messbereichs der Stromsonde liegen und ob ihre Genauigkeit akzeptabel ist. Auch die Bandbreite der Stromsonde ist zu berücksichtigen. Eine Stromsonde mit einer zu kleinen Bandbreite kann beim Testen von Signalen mit höheren Signalfrequenzen zu Verzerrungen führen. Und die Abmessungen der Backen der Stromsonde bestimmen die Größe der Klemme der Stromsonde, die den maximalen Durchmesser des zu testenden Drahtes bestimmt. Schließlich entstehen bei Messungen mit Stromsonden wahrscheinlich sehr hohe Temperaturen, sodass der Temperaturbereich der Sonde ebenfalls eine wichtige Überlegung darstellt.
Eine der Hauptanwendungen von Stromsonden ist die Leistungsmessung. Da die Leistung gleich Spannung mal Strom ist, verwenden wir normalerweise einen Kanal eines Oszilloskops und messen die Spannung, den anderen Kanal den Strom und das Produkt der beiden Kanäle ergibt dann die Leistung. Zuvor haben wir Ihnen die Verzögerungsmessung von Differenzsonden vorgestellt. Die gleiche Stromsonde hat auch ihre eigene Verzögerung und unterscheidet sich häufig von der Spannungssonde. Dies führt dazu, dass beim Messen und Berechnen der Leistung des Oszilloskops die tatsächlichen Messwerte seines Spannungskanals und des Stromkanals nicht zum gleichen Zeitpunkt vorliegen, sodass die Berechnung der Leistung in Echtzeit einen Fehler aufweist.
Zunächst bereiten wir eine spezielle Stromsignalplatine vor, um das Signal von der Quelle in ein Stromsignal umzuwandeln. Um den Einfluss parasitärer Induktivität und Kapazität auf das Signal zu verringern, ist der Testbereich der Stromsignalplatine eine gerade Linie in Reihe mit mehreren Abtastwiderständen. Während des Tests wird eine Stromsonde an die Kante der geraden Linie im Testbereich geklemmt, und die Stromrichtung ist die von der Stromsonde angezeigte Richtung. Die Enden der Abtastwiderstände werden dann durch den Zuführer verlötet, da es sich um eine rein ohmsche Last handelt, sind Spannung und Strom gleichphasig. Schließlich gibt die Signalquelle ein 100-Hz-Rechteckwellensignal aus, und die steigende Flankenverzögerung der Oszilloskop-Stromsonde und der Abtastwellenform des Zuführers wird beobachtet.
Wir reduzieren die Zeitbasis des Oszilloskops und erweitern die Wellenform. Da die Bandbreite der zu testenden Stromsonde 800 K (CP2100X) beträgt und die Abtastwiderstandsenden des verlöteten Zuleitungskabels als Bandbreite von 20 M angesehen werden können, ist die Anstiegszeit der beiden Kanäle, die die steigende Flanke erfassen, unterschiedlich. Wir können den Startpunkt der steigenden Flanke der beiden Signale als Berechnungspunkt für die Differenz nehmen. Öffnen Sie den X-Cursor des Oszilloskops, bewegen Sie X1 zum Startpunkt der steigenden Flanke von Kanal 2 und X2 zum Startpunkt der steigenden Flanke von Kanal 1. Sie können die Differenz zwischen X1 und X2 sehen. Die resultierende Differenz ist im Wesentlichen die Verzögerungszeit dieser Stromsonde.
