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2000A大量程电流钳测小电流效果

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发表于 2021-1-11 11:34:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
2000A大量程电流钳测小电流效果

作者:Steve Smith

电流钳毫无疑问是目前汽车检测和维修诊断最强大的工具之一,不用切割、断开或剥离电线就可以检测电源和接地线路的完整性,侵入性程度极低。新款虹科Pico电流钳采用的是BNC+接头,不再内置电池而是由示波器给它供电。同时取消了调零按钮和量程挡位,一旦连接到示波器,软件会自动对电流钳进行识别、设置和调零。


两款Pico BNC+电流钳(60A和2000A)都设计有出色的噪音屏蔽,由于不再内置电池,读数漂移也更小了。60A电流钳TA473用于测量10mA至60A范围的电流,涵盖了所有小电流的测试。2000A电流钳TA388可以测量高达2000安培的电流,200A以下的测试分辨率为±100mA,200A-2000A范围内的测试分辨率为±500mA,我们还可以使用软件的缩放和过滤功能更好地观察电流波形。也正是由于2000A电流钳具有高分辨率,很多用户会问到,是否可以将它应用在一些小电流测试中呢?


下面我将进行5项小电流测试,每项测试都将60A电流钳和2000A电流钳夹在同一条线缆上,对比看看2000A大量程电流钳测小电流的效果如何!


图片1.png
图1 柴油机电磁喷油嘴测试

图1中蓝色和红色波形分别是60A电流钳和2000A电流钳测得的,显然2000A电流钳的高性能使得它依旧可以清晰地捕获到喷油嘴电流涌入、针阀抬升维持电流以及电磁阀逐渐断电整个动态变化。但是由图1也可以看到,在0V电压附近,60A电流钳(蓝色波形)表现得更为稳定,2000A电流钳(红色波形)纹波更明显。而且60A电流钳测得最大电流值为13.94A,精度更高。


图片2.png
2 独立点火初级电流测试

从图2我们可以看到,两种电流钳采集到的初级点火电流波形差别很小,最大电流的测量结果也非常接近。我们对两个通道都应用了400kHz的低通过滤,使得初级电路电流上升阶段波形的分辨率有所提高。在电流上升阶段可以清楚地看到,2000A电流钳测得的波形(绿色)比60A电流钳测得的波形(红色)振荡幅度更大。


图片3.png
图3 氧传感器加热器的电流测试

接着我们对氧传感器加热元件的电流进行测试,它是一个脉冲宽度调制(PWM)或占空比方波。由图3可知,2000A电流钳所测波形(深红色)明显比60A电流钳所测波形(蓝色)噪音干扰更大,毛刺更多。我们对2000A电流钳所测波形使用了1kHz低通滤波后,波形(浅红色)分辨率得以改善。


图片4.png
图4 喷油嘴(汽油机)多点喷射电流

在测试多点喷射喷油嘴电流时我们同样发现,2000A电流钳所测波形(红色)出现了很多毛刺和噪音干扰。令人惊喜的是,我们通过软件对2000A电流钳所测波形进行了低通滤波和放大,还是可以在电流波形中(浅红色)捕获到拐点,在该拐点针阀抬升喷油嘴打开。请注意,连接2000A电流钳到示波器进行测试时,PicoScope软件可选择的最小量程为±5A。我们对低通滤波后的波形进行测量,显示最大电流为883.3mA,这与60A电流钳测得的最大电流非常接近了。


图片5.png
5 寄生漏电电流测试

最后我们要测的是寄生漏电电流,在该测试中2000A电流钳表现出的优异的抗干扰性出乎我们的意料。因为发动机的关闭和软件的低通滤波功能,噪音降低了很多。但是2000A电流钳测寄生漏电电流的结果并不总是可靠的,从图5所测的最大电流可以做出这个判断。如果该车规定漏电电流不能超过70mA,我们用60A电流钳测得最大值为60.49mA,根据该数据可以判断该车正常。但是用2000A电流钳测得最大值为104.5mA,我们就会因为测试设备选择不当误以为该车漏电。


我们回顾一下第四项汽油机多点喷射喷油嘴电流测试,其实这项测试对2000A电流钳要求很高。2000A电流钳TA388本身的钳口直径为32mm,而喷油嘴信号线直径可能只有1-2mm,这对电流钳捕获电磁感应的灵敏度是一个很大的挑战。并且图4中喷油嘴电流小于1A,而软件量程最小也只能选择±5A,周围还存在电磁干扰。


尽管存在上述种种高要求,尽管第一项测试中2000A电流钳采集到了纹波、几项测试中电流数值比60A电流钳更高噪音更多,但是从上述测试结果来看,2000A电流钳在测小电流时依旧表现出了优异的性能。软件的过滤和缩放功能可以帮助我们改善波形,这就使得我们需要测小电流时又多了2000A电流钳这个可选择的强大工具!





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