電流表

電流表，俗稱安培表，是一種測量電流的計量器具。 屬于電測量技術領域。

在測量過程中，被測量被轉換成其單位安培倍數的顯示。 對于實驗室、服務和現場使用，有具有多個測量范圍的可切換多個測量設備，稱為萬用表。 有用于工業應用的無顯示測量設備。

要測量電流，被測電流必須流過測量裝置。 因此，它與消費者串聯。 為此，必須永久安裝它。 要安裝或拆卸電流表，電路必須關閉并分開：測量需要對要檢查的電路進行干預，并在此期間中斷電流。 如有必要，可以放置一個“旁路”以將電流轉移到要分離的點周圍。

有幾種方法可以避免這種斷路：

• 如果電路中有一個已知的歐姆電阻 R? ，你可以用電壓表測量電阻兩端的電壓 U 和電流 I 根據 I = U / R 計算。
• 如果可以訪問單個載流線（不是具有前向和返回導體的電纜），則使用測量設備來記錄電流引起的磁場（鉗形電流表、羅氏線圈）。
• 要測量直流電（例如，在具有標準信號的測量傳感器中），允許它連續流過二極管。 為了測試目的，可以將電流表并聯連接到二極管。 如果電流表的端電壓保持在大約 200 mV 以下（即安全地低于硅二極管的正向電壓），電流將只流過電流表。

數字電流表是實際操作中常用的測量裝置，屬于數字測量技術領域。 原則上，它們是電壓測量設備，根據歐姆定律測量內置或外接測量電阻器（也稱為分流器）兩端的電壓降。 數字電流表、電壓表和電阻表的功能常常組合成一個數字萬用表。 具體功能通常由用戶使用連接到設備的旋轉開關來選擇。

此外，還有用于控制中心和設備間的設計，永久安裝在控制面板（面板）中，用于顯示控制和操作人員。 這些所謂的內置電流表在安裝期間使用適合測量任務的分流器配置一次。

由于低內部消耗、可靠性和低抗干擾性，動圈機芯仍廣泛用于電流測量。 它測量（正或負）直流電流，對于更高的電流，必須通過并聯分流器進行補充。

交流電可用動圈式表用整流器測，顯示1.11倍整流值； 但是，這只是交流電為正弦波時的有效值。 由于測量整流器二極管的正向電壓，這種方法需要比直流電更大的壓降（內部消耗）。 電壓降也是非線性的，必須通過在較低范圍內非線性的分度來抵消。 帶有內置放大器的模擬萬用表避免了這個問題，參見精密整流器。

動鐵機芯適用于測量有效值。 這些設備主要針對 50 赫茲設計，但也適用于富含諧波的電源電流和直流電。 可以為非常大的電流制造動鐵機芯，而無需使用分流器。

熱線測量機構使用電流流過的電線，由于焦耳熱而升溫，并根據其溫度膨脹系數增加其長度，并通過杠桿系統驅動指針。 熱線測量機芯測量有效值，適用于直流電和交流電，也適用于高頻。 這些設備已經停產數十年。

在工業測量技術和自動化技術中，不使用顯示測量設備，而是使用電流互感器等測量變送器，它們為中央處理提供標準化的電信號。 這可以是標準模擬信號，例如. B. 4 ... 20 毫安。 它也可以是用于通過稱為總線的數據總線傳輸的數字輸出信號，在本文中是現場總線。 這些在輸出端帶有數字測量信號的測量設備也稱為測量轉換器。

為測量電流，夾式電流表評估導體周圍出現的磁場。

作為變形金剛的版本

可折疊打開的鐵氧體或鐵皮包構成變壓器鐵芯，閉合夾具封閉的載流導體構成初級繞組，圍繞鐵芯布置的線圈構成次級繞組。 穿過的導體的匝數為 n p r i m = 1? 。 次級繞組的電流與匝數比成反比，通過帶整流器的動鐵或動圈運動或數字電子設備顯示。 本表只適用于測量交流電。

帶電流傳感器的版本

同樣適用于直流電和交流電測量的設備也有一個可折疊的核心，但配備了電流傳感器。 它們根據補償原理（補償電流互感器）或霍爾效應（霍爾傳感器）或根據磁場的電阻與電子測量傳感器一起工作。

夾式電流表是作為供電網絡中測量用的指示裝置而制造的； 它們也可用作萬用表的附件以擴展量程，或用作示波器的附件以對快速變化的電流曲線進行無電位測量。 它們也被稱為電流鉗或電流探頭。

有時，夾式電流表還配備了電壓輸入，不僅可以測量電壓，還可以測量電功率和功率因數。

可以使用電流互感器（特殊測量變壓器）測量交流電； 次級電流（根據標稱比較小）由電流表測量。 或者，將一個電阻器連接到次級繞組并測量其兩端的電壓。 除了測量大電流（大約 10 A 以上）外，轉換器還用于高壓線路上的無電勢測量。

電流互感器只能饋入一個最大的外部電阻（負擔），否則測量結果將不正確或過載。 次級繞組沒有任何連接，由于電流源的特性，它們會產生危險電壓。 因此，未使用的電流互感器必須始終在次級側短路。

在大直流電流或具有直流分量的電流的情況下，通常使用測量電阻器，電壓表連接到該電阻器。 分流器通常設計有四線連接，以避免由于連接的接觸電阻引起的測量誤差。 在指定的最大電流下產生 60 mV 壓降的設計很常見。 對于 1 mΩ 的測量電阻，關聯的電壓表未標有 60 mV 的測量范圍終值，而是標有 60 A。

無法再直接測量幾皮安 (pA) 范圍內的極小電流，而是將其轉換為成比例的較大電流進行測量。 這可以使用運算放大器來完成，如下面的簡化電路所示。 為了將運算放大器輸入電流引起的測量誤差保持在較低水平，需要在其輸入端采用MOS結構。

測量機構有一個測量范圍的最終值（通常是相關標尺上的完全偏轉）和最大允許電流強度 I m a x ，這是由于結構。