Pearson(皮爾森)電流互感器是一種用于測量高速脈沖電流或瞬態大電流的精密傳感裝置,其工作原理基于法拉第電磁感應定律,通過磁耦合將一次側的大電流按比例轉換為二次側的小電流信號,以便于觀測、記錄或進一步處理。該互感器在高頻、快速變化電流測量中具有優勢,常用于科研實驗、功率電子測試及瞬態現象分析等場合。 1、其工作原理可表述為:一次側導體穿過互感器的環形磁芯窗口或直接作為一次繞組的一部分,當一次側有電流流過時,會在磁芯中產生交變磁通。磁芯將磁通耦合至二次繞組,依據電磁感應定律,在二次繞組中感應出與一次電流變化率成比例的電壓信號。Pearson(皮爾森)電流互感器的二次信號通常以電流輸出形式出現,并且內部結構經過特別設計,以減小漏感與分布電容的影響,從而擴展帶寬并提高對快速瞬變電流的響應能力。與常規工頻電流互感器不同,它側重于保持高頻響應特性,使測量結果能準確反映納秒至微秒級的電流變化。
2、基本特性體現在頻率響應范圍寬廣。可覆蓋從直流至數十兆赫的頻率成分,適合捕捉開關電源、脈沖發生器、電磁脈沖等場合的快速電流波形。其寬頻帶源自磁芯材料的選擇與繞組結構的優化,磁芯具有低損耗和高飽和磁通密度,繞組布局盡量減小寄生參數,使信號在寬頻譜內不失真。
3、其次為線性工作范圍與動態性能。在一次電流大幅變化或存在尖峰脈沖時,互感器仍能在較大范圍內保持輸出與輸入的線性關系,確保測量數據可用于定量分析。其響應時間短,能夠跟隨電流波形的陡峭前沿與快速回落,這對捕捉瞬態事件的細節十分關鍵。輸出信號的幅度與一次電流的變化率直接相關,使用者需結合積分或校準電路將信號還原為電流幅值信息。
4、隔離特性是另一重要方面。一次側大電流回路與二次側測量回路在電氣上全部隔離,保障測量設備與人員安全,并避免測量回路對一次系統產生負載影響。高絕緣強度與良好的共模抑制能力,使其可在高壓或強干擾環境中穩定工作。
5、使用特性還包括負載適應能力。電流互感器的輸出可驅動高輸入阻抗的負載,用戶需根據所用負載調整匹配電阻,使信號幅度處于合適范圍,防止過載失真。其結構緊湊、安裝方式靈活,一次導體可直接穿過窗口,無需斷開電路,便于現場快速部署。
6、校準與匹配是使用中需關注的環節。由于輸出與一次電流變化率成比例,不同波形的測量結果需通過已知電流源或參考設備進行標定,以確定比例系數與相位誤差。在高頻應用中,還應考慮傳輸線效應與終端匹配,以免反射影響信號完整性。
Pearson(皮爾森)電流互感器利用磁耦合與電磁感應原理,實現對高速變化大電流的精確測量,其基本特性包括寬頻帶、快速響應、良好線性與電氣隔離。這些特性使其在瞬態電流分析與高頻測量中成為可靠工具,為科研與工程測試提供準確的電流波形數據。