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本特利BENTLY探头330910-03-10-10-02-00

探头对于测量，是至关重要的一环。配合示波器，组成一套工程师安全、可靠的测试系统。面对不同的测试需求和示波器，工程师如何在众多的探头型号与品牌中做出正确选择？

　　正确选择探头的五大要素

　　1可靠性

　　可靠性的重要不光只针对与探头，对于测试设备及附件，可靠性也是最重要的因素。一台优质的测试仪器能够让工程师对测试结果拥有坚定的信心。

　　探头的可靠性对于复杂产品设计尤其重要。在产品设计过程中，一个很小的测试误差就会将工程师引导到错误的方向。那么如何验证探头的可靠性呢？

　　首先，验证探头是否能在一定时间内保证设计指标？是否在误差可控的范围内工作？（高精度、高速测试更应重视）

　　2安全性

　　探头必须要经过安全验证

　　电子产品都必须经过一系列的标准的认证，才能到用户手中，以确保使用过程中的安全性。例如高压探头，测试对象动辄几百上千伏的高压对使用者来说是非常危险的，厂家必须严格管控其安全标准的测试及认证。

　　对于探头额定的测试电压或者电流测试要求要高于其指标标准以保证更加安全的测试。其次还有电磁兼容标准的测试，环境的测试都是从各个方面来保证使用者的安全。

　　3专业性

　　探头是为了满足示波器不同的测试需求而研发的。

　　由于不同行业技术要求，从信号类型的角度出发，电源行业工程师要求测试低至几百UV或几个mA微小纹波信号，直流电流高达500安，交流电流信号几千安培，高压差分信号高达5000-6000V。

　　在安规方面的测试需要测试高达1-2万伏的冲击电压，在很多高速数据应用场景要求测试高达几个甚至十几GHz级别高速差分信号。此外还有很多特殊的应用例如在大功率驱动电路上要求测试在高达几百上千伏共模电压环境准确测试几伏微小信号。

　　为保证足够的测试系统的精度及稳定性，需要有专用的探头满足不同的测试需求。

　　综上，选择探头要考量自有示波器型号及指标接口，还有很重要的就是对测试对象的评估，选择合适探头成为测试的关键。

　　4精度

　　专为示波器打造探头，会整体考量测试系统的精度，设计探头和示波器的匹配。其中有几个非常重要的方面如下：

　　带宽：对于示波器这种测试系统来说，示波器和探头的带宽决定了系统的测试带宽。所以带宽对探头来说也是非常重要的一种指标，是其测试多快信号的能力表征。

　　电阻：因为探头的引入会导致整个测试环路的电阻的变化，由电压信号测试的原理可知，电阻的变化会影响信号幅值的测试。

　　5全面服务

　　示波器探头属于易耗品，工程师使用频繁高，测试环境复杂，偶尔的人为操作失误都会导致探头的损坏。

　　使用示波器的工程师都会经常面临探头的维修及校准问题。出现故障时工程师希望能准确及时的判定问题的来源，这类难题需要专业的技术人员帮忙确认。校准服务也是。电子产品在长时间使用时，可能会出现指标波动，甚至会出现超标情况，所以对于探头需要定期进行校准以保证测试能力。

　　专业、及时、准确的产品售后服务是选择探头需要考量的重要因素。

　　本特利为示波器打造了具备高可靠性、高安全性、高专用性、高精度以保护的探头。

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　　电流探头是根据法拉第原理设计的用来测量导线中干扰电流信号的磁环，本质上是一个匝数为1的变压器。使用电流探头能够测量流经导线的电流大小。电流探头分为AC/DC电流探头以及AC电流探头。前者可以测量直流以及交流电流的大小，后者只可以测量交流电流的大小。

　　流经导线的电流会导致在导线周围形成电磁通量场。电流探头是为传感

　　这个磁通量场的场强而设计的，并把它转换成相应的电压，以使用示波器进行测量。这允许使用示波器查看和分析电流波形。在与示波器的电压测量功能相结合使用时，电流探头还允许进行各种功率测量。根据示波器的波形数学运算功能，这些测量可以包括瞬时功率、真实功率、视在功率和相位。

　　示波器的电流探头基本上分成两类：即AC电流探头和AC/DC电流探头，AC电流探头通常是无源探头，AC/DC电流探头通常是有源探头。这两种类型都采用相同的转换原理就是感应导线中的电流(AC)。

　　要进行转换，必须先有电流流经导线，根据电流流动的幅度和方向构建和消除磁通量场。在这个场中放一个线圈时，如上图所示，变化的磁通量场会通过简单的转换操作，在线圈中引起电压。这种转换操作是AC电流探头的基础。

　　AC电流探头头部实际上是一个线圈，这个线圈缠在磁芯上。当这个探头头部保持在方向及接近承载AC电流的导线时，探头会输出一个线性电压，这一电压与导线中电压的比例是已知的。这种与电流有关的电压可以在示波器上显示为电流刻度的波形

　　AC电流探头的带宽取决于探头线圈的设计和其它因素。带宽可以高达1GHz。但是，比较典型的带宽低于100MHz。

　　在任何情况下，AC电流探头还有一个低频截止点，这包括直流(DC)，因为直流不会引起变化的磁通量场，因此不会引起转换动作。另外在非常接近DC的频率上，如0.01Hz，磁通量场变化速度不足以能够实现变换动作。但是，可以在探头带宽范围内产生转换动作，进行衡量的输出。另外，根据探头线圈的设计，带宽的低频可能会低达到0.5Hz或1.2kHz。

　　对带宽始于DC附近的探头，可以在探头设计中增加霍尔效应设备，检测DC。其结果是得到带宽从DC开始、扩展到规定频率上限3dB点的AC/DC探头。这类探头至少要求一个电源，霍尔效应设备进行DC传感。根据探头设计，还可能会要求电流探头放大器，以组合和调节AC和DC电平，为在示波器上进行查看提供单一的输出波形。

　　从本质上看，电流探头的工作方式类似于紧密耦合的转换器。对标准操作，传感的电流导线是一圈线圈(N1)。来自这个单线圈的电流会转换成与线圈比率成比例(N2/N1)的多线圈(N2)探头输出电压。同时，探头的阻抗作为串联插入阻抗转换回到导线上。这种插入阻抗与频率相关，其1MHz值一般位于30-500M?的范围内，具体视探头而定。在大多数情况下，电流探头的插入阻抗很小，产生的负载可以忽略不计。

　　电流探头有两种形式，一种特定的探头类型，称为分芯探头。这类探头的线圈放在"U"形芯上，"U"形芯带有一铁氧体滑块，滑块盖住"U"形顶部。这类探头的优点在于，铁氧体滑块可以收缩，使得探头能够方便地卡到测量电流的导线上。在测量完成时，滑块可以收缩，探头可以移到其它导线上。另外一种电流探头是实芯电流转换器。这些电流转换器绕在被测导线上。结果，必须断开被测导线，把导线穿过转换器，然后重新把导线连接到电路上，才能安装这些转换器。实芯探头的主要优势是它们体积非常小，提供了非常快的频响，可以测量快速、低幅度电流脉冲和AC信号。到目前为止，分芯电流探头是探头类型，其分为AC型和AC/DC型。所以后面的规格参数介绍，将以分芯电流探头为主进行介绍。

　　电流探头虽然没有示波器的电压探头那么常见，但是它的作用是其他探头无法代替的。它能够在不破坏导线的情况下测量流经导线的电流。当电流探头与电压探头配合使用时能够测试功率、相位等数据。这对于测试测量系统来说非常的有用。