通常人们更倾向于使用电压测量的方法而不是电流测量www.cechina.cn,这是因为设置得当之后,电压测量对于设备来说更加安全。当仪表远离测量点而不得不采用较长的引线测量时,电压测量的优势更加明显。
当测试用引线较长时(长于6英尺),需要考虑以下几点:
■ 引线电阻www.cechina.cn,会对频率造成影响;
■ 传输线的影响,其中包括引线电感,其影响在高频率下显现;
■ 电磁干扰(EMI),它会在低于30赫兹的极低频(ELF)波段出现。
基本的DC测量电路由电源和三个电阻:传感器输出电阻、传输线(引线)电阻和仪表电阻构成。唯一将这些连接在一起的是电路中的电流。当进行测量时,您真正记录的数值是由仪表电阻所引起的环路电流电压降。
电压源具有低阻抗,我们一般将“理想”的电压源定义为零阻抗。举例如下,热电偶是由激励源和传感器电阻组成的戴维南等效电路,激励源根据结点的热/冷温差产生与其成正比的毫伏范围的电压,传感器阻抗远低于1欧姆。激励源对环路电流的影响起主要作用。
另外如热敏电阻,需要外部激励源,其内部传感元件阻值约为100欧姆。它的戴维南等效电路也由激励源和传感器电阻组成。不同的是,传感器电阻对环路电流的影响起主要作用。
典型的测试线由#22铜导线制成,每英尺电阻值为0.019欧姆。两根#22测试线,各长6英尺CONTROL ENGINEERING China版权所有,其阻值为0.228欧姆。这与热敏电阻的阻抗比较起来微乎其微,但又比热电偶的阻抗值大上很多倍。如果测试线与传感器距离接近60英尺,测试线电阻会对热电偶的精确度产生重大影响(近似2%)。其中测试线与传感器距离指信号沿导线到测试仪表的距离。
当涉及到仪表阻抗的时候,始终选用高阻抗仪表测量电压和低阻抗仪表测量电流。这样做有助于降低仪表阻抗对于源阻抗的干扰。而无论是测量电流或电压,总是选用导线(传输线)阻抗相对其他组件小的才行。
数字多用表输入阻抗约为100千欧,而示波器阻值比其高几个数量级以上。当使用上述设备时,即使导线有几百米长,其产生的影响也是微乎其微的。
如果你想将高阻抗仪表与热电偶配合使用,仪表的阻抗将对环路电流的影响起主要作用。不论温差多大,仪表阻抗将会掩盖激励电压起的作用。你必须将热电偶的测试方式当做电流测量www.cechina.cn,尽管传感器阻抗只有约100欧姆。这意味着需要采用低阻抗的仪表CONTROL ENGINEERING China版权所有,并且当心导线电阻。
这解释了为什么电压测量成为长距离应用中较常用的一种方式。这样做可以有效忽略导线电阻的影响。例如,如果你想从一个单独的控制室测量通过直流电机的电流控制工程网版权所有,你需要一种将电流测量转换为电压测量的方法。
翻译:石磊