測(cè)量電流是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的任務(wù)——您只需將萬(wàn)用表連接到您要測(cè)量的電路，儀表就會(huì)為您提供一個(gè)清晰的值以供使用。有時(shí)您無(wú)法真正“打開(kāi)”電路以將萬(wàn)用表與您想要測(cè)量的東西串聯(lián)。這也很簡(jiǎn)單地解決了——你只需要測(cè)量電路中已知電阻上的電壓——然后電流就是電壓除以電阻。

當(dāng)您想要測(cè)量不斷變化的信號(hào)時(shí)，事情會(huì)變得有些復(fù)雜。這取決于萬(wàn)用表的刷新率（每秒采樣數(shù)），而普通人每秒只能理解顯示器的這么多變化。如果您的萬(wàn)用表具有 RMS 電壓測(cè)量值（RMS 電壓是交流信號(hào)的電壓，該電壓將傳輸與該電壓的直流電源產(chǎn)生的相同量的功率），則測(cè)量交流電會(huì)變得更簡(jiǎn)單一些。這嚴(yán)格限于周期性信號(hào)（方波等是絕對(duì)不可能的，除非 RMS 測(cè)量是“真實(shí)的”，即使那樣，也不能保證測(cè)量的準(zhǔn)確性）。大多數(shù)萬(wàn)用表也經(jīng)過(guò)低通濾波，可防止交流測(cè)量超過(guò)幾百赫茲。

如何使用示波器測(cè)量電流

示波器填補(bǔ)了人類(lèi)感知與萬(wàn)用表穩(wěn)定值之間的空白——它顯示了一種信號(hào)的電壓-時(shí)間“圖表”，與萬(wàn)用表上的一組變化數(shù)字相比，它可以更好地可視化變化的信號(hào)。

如果設(shè)備合適，也可以測(cè)量頻率高達(dá)幾千兆赫茲的信號(hào)。然而，示波器是一種高阻抗電壓測(cè)量設(shè)備——它不能測(cè)量電流。使用示波器測(cè)量電流需要將電流轉(zhuǎn)換為電壓，這可以通過(guò)幾種方式完成。

1. 使用分流電阻

這可能是測(cè)量電流的最簡(jiǎn)單方法，將在此處詳細(xì)討論。

這里的電流電壓轉(zhuǎn)換器是不起眼的電阻器。

基礎(chǔ)知識(shí)告訴我們，電阻兩端的電壓與流過(guò)它的電流成正比。這可以用歐姆定律來(lái)概括：

V = 紅外

其中 V 是電阻器兩端的電壓，I 是通過(guò)電阻器的電流，R 是電阻器的電阻，均以各自的單位表示。

這里的技巧是使用一個(gè)不影響被測(cè)量的整個(gè)電路的電阻值，因?yàn)榉至麟娮枭系碾妷航禃?huì)導(dǎo)致它所在的電路上的電壓下降。一般的經(jīng)驗(yàn)法則是使用一個(gè)電阻器，它比被測(cè)電路的電阻/阻抗小得多（在良好的起點(diǎn)中小十倍），以防止被測(cè)電路中的電流受到分流器的影響。

例如，DC-DC 轉(zhuǎn)換器中的變壓器和MOSFET可能具有數(shù)十毫歐的總 （DC） 電阻，放置一個(gè)大的（例如）1Ω 電阻器會(huì)導(dǎo)致大部分電壓通過(guò)分流器下降（請(qǐng)記住，對(duì)于串聯(lián)電阻，電阻兩端的電壓降之比是它們的電阻之比），因此功率損耗更大。電阻只是將電流轉(zhuǎn)換為電壓進(jìn)行測(cè)量，因此電源沒(méi)有任何用處。同時(shí)，一個(gè)小電阻 （1mΩ） 只會(huì)在其兩端下降一個(gè)很小的（但可測(cè)量的）電壓，剩下的電壓可以做有用的工作。

現(xiàn)在，已經(jīng)選擇了一個(gè)電阻值，您可以將探頭接地連接到電路接地，并將探頭尖端連接到分流電阻，如下圖所示。

您可以在這里使用一些巧妙的技巧。

假設(shè)您的分流器的電阻為 100mΩ，那么 1A 的電流將導(dǎo)致 100mV 的電壓降，從而為我們提供每安培 100mV 的“靈敏度”。如果你小心的話(huà)，這應(yīng)該不會(huì)造成任何問(wèn)題，但很多時(shí)候 100mV 是從字面上理解的——換句話(huà)說(shuō)，與 100mA 混淆了。

這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)將輸入設(shè)置設(shè)置為 100X 來(lái)解決——探頭已經(jīng)衰減了 10X，因此在信號(hào)中再增加 10X 會(huì)使信號(hào)恢復(fù)到每安培 1V，即輸入“乘以”10。大多數(shù)示波器都帶有能夠選擇輸入衰減的這一特性。但是，可能存在僅支持 1X 和 10X 的范圍。

另一個(gè)有用的小功能是能夠設(shè)置屏幕上顯示的垂直單位——V 可以更改為 A、W 和 U 等。

當(dāng)您無(wú)法放置分流器低端時(shí)，事情會(huì)變得復(fù)雜。示波器接地直接連接到接地，因此假設(shè)您的電源也接地，將探頭接地夾連接到電路中的任何隨機(jī)點(diǎn)都會(huì)將該點(diǎn)短路到接地。

這可以通過(guò)執(zhí)行一種稱(chēng)為差分測(cè)量的方法來(lái)防止。

大多數(shù)示波器具有數(shù)學(xué)功能，可用于對(duì)顯示的波形執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。請(qǐng)注意，這不會(huì)以任何方式改變實(shí)際信號(hào)！

我們將在這里使用的函數(shù)是減法函數(shù)，它顯示兩個(gè)選定波形的差異。

由于電壓只是兩點(diǎn)之間的電位差，因此我們可以將一個(gè)探頭連接到每個(gè)點(diǎn)，并將接地夾連接到電路接地，如圖所示。

通過(guò)顯示兩個(gè)信號(hào)之間的差異，我們可以確定電流。

上面使用的相同“衰減”技巧也適用于此，只需記住更改兩個(gè)通道。

使用分流電阻的缺點(diǎn)：

使用分流電阻器有一些缺點(diǎn)。首先是容差，可能差到 5%。這是必須以一定的困難來(lái)解釋的事情。

二是溫度系數(shù)。電阻器的電阻隨著溫度的升高而增加，這導(dǎo)致給定電流的電壓降更大。這對(duì)于高電流分流電阻器尤其不利。

2. 使用電流探頭

市場(chǎng)上有現(xiàn)成的電流探頭（稱(chēng)為“電流鉗”；它們夾在電線(xiàn)上而不中斷電路），但由于成本過(guò)高，您不會(huì)看到很多愛(ài)好者使用它們。

這些探頭使用兩種方法之一。

第一種方法是使用繞在半圓形鐵氧體磁芯上的線(xiàn)圈。導(dǎo)線(xiàn)中的電流，探頭被夾在周?chē)?，在鐵氧體中產(chǎn)生磁場(chǎng)。這又在線(xiàn)圈中感應(yīng)出電壓。電壓與電流的變化率成正比。積分器“積分”波形并產(chǎn)生與電流成比例的輸出。輸出比例通常在每安培 1mV 和 1V 之間。

第二種方法使用夾在兩個(gè)鐵氧體半圓之間的霍爾傳感器?；魻杺鞲衅鳟a(chǎn)生與電流成比例的電壓。

3.一種快速而骯臟的方法

此方法不需要除范圍和探針之外的其他組件。

這種方法很像使用電流探頭。將探頭地線(xiàn)繞在承載待測(cè)電流的導(dǎo)線(xiàn)上，然后將接地夾連接到探頭尖端。

產(chǎn)生的電壓再次與電流的變化率成正比，您需要對(duì)波形執(zhí)行一些數(shù)學(xué)運(yùn)算（即積分；大多數(shù)示波器在“數(shù)學(xué)”菜單下都有這個(gè)），以便將其解釋為電流。

從電氣上講，短路的探頭基本上形成了一個(gè)有點(diǎn)像電流互感器的線(xiàn)環(huán)，如圖所示。

結(jié)論

有幾種方法可以使用示波器測(cè)量變化的電流波形。最簡(jiǎn)單的一種是使用電流分流器并測(cè)量其兩端的電壓。