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万用表与钳形表测量电流，原理上有啥不同？

8号线攻城狮

1年前浏览383

电流测量我们用的比较多的就是万用表和钳形表了，那么大家知道他们测量的原理的异同吗？今天给大家分享关于电流测量工具的小知识。

一、数字万用表测量电流的原理：

数字万用表测量电流的原理很简单，首先让被测电流流过万用表电流档上的分流电阻进行电流采样，然后再将分流电阻上产生的采样电压送至万用表内部的模数转换器电路进行数据处理。最后将处理后的数据在万用表显示屏上显示。

下面详细介绍一下数字万用表测量电流的原理。

图 1 数字万用表电流测试电路原理图

如上图 1 所示（原理图仅为展示原理使用），R1、R2分别为200mA以及20A档位测试的分流电阻，SW代表万用表电流档位选择开关，ADC采集电路为整个系统核心的数据处理单元。

假设现在要测量一个100mA的电流，首先将SW调至200mA档，被测电流由200mA插孔输入，万用表的COM端输出。这样便在R1和R2上产生了一个100mV的压降，该电压送入ADC采集电路进行数据处理后并最终在显示屏上显示读数“100”。

万用表核心部分的ADC采集电路其实就是一个直流电压测量电路，在万用表测量电流、电阻、电容等参数时，都是先将上述参数转换成直流电压，然后再送至ADC单元就行测量对应的直流电压。最终经过计算得到相应参数的数值。

二、钳形表测量电流的原理：

钳形表测量电流跟万用表测电流有所区别的是，钳形表并不是直接检测分流电阻上的电压，而是使用了电流互感器的原理，如下图 2（其主要测量部件相当于一只电流互感器）。

图 2 钳形表电流测量原理

电流互感器实际上也是变压器的一种应用，它可以将电流按照一定比例进行变换。电流互感器通入负载之后，它的初级也就相当于一匝，次级也就是钳表内部的匝数比较多，这样就把电流按照一定比例缩小了，所以电流互感器也就相当于一个升压变压器，钳表内部的电路通过检测互感器二次侧的电压，就可以计算出所测量的电流了。

从以上描述我们可以看出：电流互感器针对交流电检测有效，那么钳形表如何测量直流电流的呢？别慌，往下看

由于直流无法产生磁通量的变化，所以钳形表如果使用电流互感器是无法测量直流电流的。采用互感器测量交流电流，这种叫做电磁式互感器，而测量直流电流的钳表，使用的是另外一种传感器-霍尔传感器。

使用霍尔传感器测量直流电流的原理是：当电流流过导线时，会产生磁场（类似于电磁铁），并且这个磁场和电流大小是成正比的。钳形表的卡钳将导线产生的磁场汇集之后，由位于卡钳内的霍尔元件检测，霍尔元件是一种磁敏元件，它会将磁场转换成电压信号输出，这个电压信号经过电路的放大处理，就可以显示出负载的电流了。现在的钳形表很多都是交直流两用的，内部同时包含了电磁式互感器以及霍尔传感器分别用来检测交流电流和直流电流。

三、两种仪器测量电流对比分析

1、钳形表：

优点：操作方便，不需要断开电路，测量范围更大；

缺点：在测量较小电流值时精度不如万用表；

2、万用表：

优点：在小范围内精度较钳形表有优势；

缺点：测量电流需要断开所测电路，操作相对麻烦；

你学“废”了吗？

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来源：8号线攻城狮

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首次发布时间：2023-06-15