【电流探头】LOTO电流探头线性度测量

LOTO电流探头线性度测量

线性度作为衡量传感器静态特性的关键指标，其分析以被测输入量处于稳定状态为前提。在规定条件下，传感器校准曲线与拟合曲线之间的最大偏差（ΔYmax）与满量程输出范围（YFS）的百分比，被定义为线性度，该指标亦称为 "非线性误差"。此值越小，表明传感器的线性特性越优良。而"拟合曲线"，是通过特定算法构建的参考曲线，旨在为传感器特性分析提供基准。常用的拟合方法包括端基法、最小二乘法等，不同方法适用于不同的应用场景和精度要求。

本次实验依据LOTO虚拟示波器使用说明书 8.2.32 章节中 "手动单次采集数据点拟合曲线功能" 的操作，对LOTO 100A 的电流探头（如下图所示）的线性度展开定量分析。该电流探头的原理在于将-100A到+100A的电流转换成-10V到+10V的电压值，以便进行分析和测量，其线性度反映了电流转换电压的精准度，线性度越低，准确度越高。电流探头在使用时无需断开电路或串联电流表，只需将探头扣在导线外部，通过电磁感应或霍尔效应原理感应电流产生的磁场，可避免对原有电路造成干扰或破坏，同时提升了测量大电流时的安全性。

在测量之前先参考 LOTO 提供的数据表（如下表所示）对电流探头进行调零和调度，通过调节电流探头底部的“K”和“L”电位器实现。其中“K”用来调零，“L” 用来调度。

设计以下实验：采用信号发生器作为激励源，输出电压信号以 0.5V 为步进，从 0.5V 至12V逐阶递增，经功率放大器两倍功率放大后，通过鳄鱼夹接入 5Ω 负载电阻，利用欧姆定律I=U/R实现电压信号到电流信号的转换，将电流探头如下图所示接入电路，最后接入LOTO虚拟示波器。

1.探头 2.x10档位指示灯

3.9V电源输入4.示波器接口

5.信号源输出端 6.功放输出端

在示波器软件上查看波形，并使用主界面上方工具栏“示波器”选项中的单次采集功能，对转换后的电信号进行数据采集，并连点成线绘制折线图；在数据分析界面勾选线性拟合选项，系统将自动对数据序列进行回归拟合，生成包含斜率、截距等参数的拟合趋势线及对应的数学表达式 y=kx+b。

若有保存数据的需求，可点击保存按钮，将原始数据按下图所示的格式汇集成 CSV文件，保存到指定文件路径。

我们通过多次测量取平均值的方式对LOTO 电流探头模块进行更准确的线性度评估，步进间隔依旧选用0.5V。

综上，在 0.5V 步进电压测试条件下，电流探头的线性度指标稳定维持在 1.30±0.15%的精度区间内，且多数采样数据点均 紧密贴合于拟合曲线，说明LOTO 电流探头具有良好的转换精度。