功率分析仪如何用分流器测试电流  

如何准确、方便地测量电流  

如何准确、方便地测量电流，一直是测量技术努力追求，不断探索的课题。在电路中接入分流器，测量分流器两端的电压，再根据欧姆定律，用测得的电压除以分流器的电阻值就可以得到电路中的电流值。这种测量方法使用设备少、方便、快捷，受到了普遍地欢迎，成为测量电流的主要方法。特别是采用数字化测量技术后，以测量电压为对象的模/数转换器的大量应用，使得用分流器测量电流的方法更流行，更普遍。 

图1. 用分流器测量电流 

用于交流电测量时，为了减小电感的影响，通常采用特殊工艺将分流器的电感限制到很小的量值。就目前技术而言，在100A以内，无感分流器可以做到非常优良的性能。 

采用外部分流器的 PA6000 怎么测量电流  

图2. PA6000功率分析仪采用外部分流器测量电流 

PA6000功率分析仪可以通过外部分流器测量电流。分流器将被测电流信号转换为电压信号输出，通过测试线将电压信号接入PA6000电流通道的传感器输入端子，即可以测量得到外部分流器的输入电流。 

如何保证测量的精度  

图3. 基于分流器的PA6000测量框图 

采用PA6000的功率分析仪测量框图如上所示，因此在实际测量电流时，PA6000的精度和分流器决定了测量精度。因此为保证测量的精度，可以在校准过程中将PA6000传感器输入通道和分流器一起校准，这样可以消除分流器引入的误差。分析如下： 

假设校准源输出标准电流信号I，分流器标称阻值为R，误差为ΔR，功率分析仪测量电流值为I_x 。则校准过程中标准电流信号和测量电流值之间存在等式： 

I×（R+ΔR）=  I_x ×R

可以得到标准电流信号和测量电流值之间的比例系数为：

在分流器阻值恒定时，该比例系数为固定的。 

从上述分析可知，分流器的精度并不会影响整体的精度，可以通过PA6000传感器输入通道和分流器一起校准消除分流器阻值引入的误差。 

分流器的误差来源  

分流器的选择一般需要具有出色的低自加热功率系数和低温度系数，这样可以避免在测量电流时，由于电流的热效应导致分流器阻值的漂移，从而对精度造成影响。分析如下： 

分流器的阻值为2mΩ，功率250W，温漂参数为10ppm，自加热系数为0.1℃/W。 

当输入电流为100A时，分流器消耗功率为： 

P =I² R =100² ×0.002=20W； 

此时分流器温升为20×0.1℃ = 2℃，此时对阻值的影响偏差为2×10ppm = 20ppm，即为0.002%。可见当输入电流为100A时，对分流器阻值的影响可以忽略不计的。 

当输入电流为300A时，分流器消耗功率为： 

P =I² R =300² ×0.002=180W； 

此时分流器温升为180×0.1℃ = 18℃，此时对阻值的影响偏差也只有18×10ppm = 180ppm，即为0.018%。 

图4. 分流器阻值变化与温度的关系（20℃时阻值为参考值） 

上图为分流器数据手册中阻值变化与温度的关系曲线，有上图可知，以20℃时阻值为参考值，在-40℃~140℃范围内，分流器阻值变化不超过0.1%，而且在20℃~80℃阻值的变化是非常小的，这与前面的计算结果也是保持一致的。 

此外考虑分流器安装有散热器，因此其热功率是比较容易耗散出去的，会降低整体的温升，因此当分流器具有出色的低自加热功率系数和低温度系数时，并通过附加的散热措施，可以将分流器温升的影响降至zui低，保证分流器阻值的稳定性。 

误差分析总结  

PA6000的功率分析仪通过分流器测量外部电流时，通过选择合适的分流器和校准方案可以*消除分流器误差的影响，保证系统有良好的精度，该精度可以认为等同于PA6000功率分析仪的精度