LOTO電流探頭線性度測量

ID:412156 · 發表于 2025-5-22 17:45

LOTO電流探頭線性度測量

線性度作為衡量傳感器靜態特性的關鍵指標，其分析以被測輸入量處于穩定狀態為前提。在規定條件下，傳感器校準曲線與擬合曲線之間的最大偏差（ΔYmax）與滿量程輸出范圍（YFS）的百分比，被定義為線性度，該指標亦稱為 "非線性誤差"。此值越小，表明傳感器的線性特性越優良。而"擬合曲線"，是通過特定算法構建的參考曲線，旨在為傳感器特性分析提供基準。常用的擬合方法包括端基法、最小二乘法等，不同方法適用于不同的應用場景和精度要求。

本次實驗依據LOTO虛擬示波器使用說明書 8.2.32章節中 "手動單次采集數據點擬合曲線功能" 的操作，對LOTO 100A的電流探頭（如下圖所示）的線性度展開定量分析。該電流探頭的原理在于將-100A到+100A的電流轉換成-10V到+10V的電壓值，以便進行分析和測量，其線性度反映了電流轉換電壓的精準度，線性度越低，準確度越高。電流探頭在使用時無需斷開電路或串聯電流表，只需將探頭扣在導線外部，通過電磁感應或霍爾效應原理感應電流產生的磁場，可避免對原有電路造成干擾或破壞，同時提升了測量大電流時的安全性。

在測量之前先參考 LOTO 提供的數據表（如下表所示）對電流探頭進行調零和調度，通過調節電流探頭底部的“K”和“L”電位器實現。其中“K”用來調零，“L”用來調度。

設計以下實驗：采用信號發生器作為激勵源，輸出電壓信號以 0.5V 為步進，從 0.5V 至12V逐階遞增，經功率放大器兩倍功率放大后，通過鱷魚夾接入 5Ω 負載電阻，利用歐姆定律I=U/R實現電壓信號到電流信號的轉換，將電流探頭如下圖所示接入電路，最后接入LOTO虛擬示波器。

1.探頭 2.x10檔位指示燈

3.9V電源輸入4.示波器接口

5.信號源輸出端 6.功放輸出端

在示波器軟件上查看波形，并使用主界面上方工具欄“示波器”選項中的單次采集功能，對轉換后的電信號進行數據采集，并連點成線繪制折線圖；在數據分析界面勾選線性擬合選項，系統將自動對數據序列進行回歸擬合，生成包含斜率、截距等參數的擬合趨勢線及對應的數學表達式 y=kx+b。

若有保存數據的需求，可點擊保存按鈕，將原始數據按下圖所示的格式匯集成 CSV文件，保存到指定文件路徑。

我們通過多次測量取平均值的方式對LOTO 電流探頭模塊進行更準確的線性度評估，步進間隔依舊選用0.5V。

綜上，在 0.5V 步進電壓測試條件下，電流探頭的線性度指標穩定維持在 1.30±0.15%的精度區間內，且多數采樣數據點均緊密貼合于擬合曲線，說明LOTO 電流探頭具有良好的轉換精度。

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