Rigol PCA1030 User manual

用户手册
PCA1030/PCA2030/PCA1150
电流探头
2019年12 月
RIGOL (SUZHOU) TECHNOLOGIES, INC.
RIGOL

RIGOL
PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册 I
保证和声明
版权
© 2019 苏州普源精电科技有限公司
商标信息
RIGOL 是苏州普源精电科技有限公司的注册商标。
文档编号
UGE32000-1110
声明
⚫本公司产品受中国及其它国家和地区的专利（包括已取得的和正在申请的
专利）保护。
⚫本公司保留改变规格及价格的权利。
⚫本手册提供的信息取代以往出版的所有资料。
⚫本手册提供的信息如有变更，恕不另行通知。
⚫对于本手册可能包含的错误，或因手册所提供的信息及演绎的功能以及因
使用本手册而导致的任何偶然或继发的损失，RIGOL 概不负责。
⚫未经 RIGOL 事先书面许可，不得影印、复制或改编本手册的任何部分。
产品认证
RIGOL 认证本产品符合中国国家产品标准和行业产品标准及 ISO9001:2015 标
准和 ISO14001:2015 标准，并进一步认证本产品符合其它国际标准组织成员的
相关标准。
联系我们
如您在使用此产品或本手册的过程中有任何问题或需求，可与 RIGOL 联系：
电子邮箱：[email protected]
网址：www.rigol.com

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II PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册
一般安全概要
注意
本产品符合 IEC 61010 安全标准并在出厂前经过安全测试。但使用中的任何不当
操作都可能会对操作人员造成伤害甚至危及生命安全，也会对设备造成损坏。因
此，使用本产品之前，请确保理解本手册所述的指导说明和注意事项。
安全术语和符号
使用本产品之前，请仔细阅读如下安全注意事项。
产品上的 符号表示用户在使用相关功能之前须阅读手册中标
有 符号的内容。
手册中的 符号表示重要信息，用户须阅读该内容后才可使用
产品。
产品上的 符号表示仅可测量符合被测电路电压的绝缘导体。
本手册中如下符号表示重要的注意事项或警告信息。
危险
表示不正确的操作将导致极端危害，对操作者造成严重伤害或死
亡。
警告
表示不正确的操作将导致重大危害，对操作者造成严重伤害或死
亡。
注意
表示不正确的操作可能对操作者造成伤害或损坏设备。
备注
表示与设备性能或正确操作相关的建议。

RIGOL
PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册 III
目录
保证和声明.............................................................................................. I
一般安全概要 .........................................................................................II
安全术语和符号 ......................................................................................II
安全注意事项 ........................................................................................ IV
服务.................................................................................................... VII
电流探头简介 ..........................................................................................1
PCA1030/PCA2030 部件总览............................................................... 2
PCA1150 部件总览............................................................................. 3
部件说明........................................................................................... 3
电流探头使用方法 ....................................................................................5
测量准备........................................................................................... 5
消磁和零位调整................................................................................. 5
测量步骤........................................................................................... 6
测量过程中需要注意的事项 ................................................................ 9
规格......................................................................................................12
PCA1030/PCA2030........................................................................... 12
PCA1150......................................................................................... 13
附录......................................................................................................14
附录 1 幅频特性.............................................................................. 14
附录 2 最大输入电流与频率的关系.................................................... 15
附录 3 输入阻抗（典型）................................................................. 17

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IV PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册
安全注意事项
危险
1. 请勿在裸导体附近测量，否则可能会引起短路或遭受电击。只可在对电路
电压提供充分绝缘的导线处进行测量。
2. 测量含有高频成分的电流时，请参考附录2 最大输入电流与频率的关系。
请勿测量超过额定值的电流。
3. 在高频或强磁环境下使用本产品可能导致产品出现异常发热，进而引起火
灾、设备损坏或烧坏（见规格）。
4. 为避免电击或短路，请遵守如下注意事项。
1) 首先将探头与波形测量仪器连接，然后再将该探头连接至被测的有源
电线。
2) 打开传感器时，请勿将被测导体短接。
3) 测量时，请勿损坏仪器的绝缘层。
4) 为避免电击，连接被测导体前，请确保其绝缘层完好无损。连接时，
请注意不要损坏被测导体的绝缘层。
5) 为避免发生火灾，损坏或烧坏被测对象和设备，测量高频电流或含有
高频成分的电流时请关注如下内容：
涡流损耗可能导致传感器头发热。
介电加热可能导致电缆绝缘层或其它材料发热。
6) 本探头只可连接至断路器的二次侧。此时，断路器可以避免因短路造
成的危害。请勿将本探头连接至断路器的一次侧。此种情况下，短路
时无限制的电流将引起严重事故。
7) 对于与本探头连接的波形测量仪器或其它测量仪器，请确保遵守其所
有操作注意事项。
8) 当测量仪器的输入端口、机箱或其它输入端之间没有绝缘时，请注意
以下几点：如下页图所示，如果信号连接到除本探头所连接的端口之
外的其它输入端口上，请勿将该信号的接地端连接至任何非地电势，
否则短路电流将从接地端流经电流探头，引起电气事故或损坏电流探
头。

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PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册 V
PCA1030/PCA2030
PCA1150
警告
1. 请保持仪器干燥，并在测量时保持双手干燥，以免发生电击。
2. 当探头已连接被测导体时，请勿在波形测量仪器上执行消磁操作。否则，
可能损坏电路或引起电气事故，进而造成人身伤亡。
3. 确保输入不要超过最大额定电流，以免由于过热而造成设备损坏、短路进
而发生触电危险。
4. 测量带电线路时，为防止触电，请穿戴合适的防护装备，如绝缘手套、长
×
×

RIGOL
VI PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册
靴和安全帽等。
注意
1. 为防止损坏探头，在运输和搬运过程中请注意防震和碰撞，特别要避免跌
落。
2. 本探头仅可在室内安装、操作，温度范围在0℃至40℃，相对湿度不大于
80%。
3. 保存或使用仪器时，请勿将仪器放置在阳光直射、高温、潮湿或容易发生
冷凝的地方，否则，仪器的绝缘性可能会降低从而影响其性能指标，甚至
损坏仪器。
4. 本仪器并非完全防水或防尘，因此，请勿在潮湿或多尘的环境下使用，以
免损坏仪器。
5. 电流传感器头为精密组合件，包含一个模制元件、铁氧体磁芯和霍尔效应
元件。当环境温度突变、受到机械拉力或撞击时，电流传感器可能会损坏。
因此使用时需格外小心。
6. 电流传感器头的齿合面经过了精细的研磨，使用仪器时应格外小心，以免
划伤齿合面，影响探头的性能。
7. 当电流传感器头的齿合面上落有灰尘时，可能会影响测量结果的准确性。
因此，用户需使用干净的软布轻轻擦拭以保持齿合面的清洁。
8. 当电流传感器头的齿合面上落有异物时，可能会产生共振噪音（参考后文
关于共振噪音的介绍）并影响测量结果的准确性。因此，用户需使用干净
的软布轻轻擦拭以保持齿合面的清洁。
9. 请不要过度弯折或拉扯电流传感器电缆，以免损坏电缆。
10. 请勿将静电或其它高压源应用于传感器。否则，可能损坏内部霍尔元件和
电路。
11. 清洁探头时，请使用软布蘸取水或温和溶剂轻轻擦拭。请勿使用苯、酒精、
丙酮、乙醚、酮、稀释剂或汽油等溶剂擦拭。否则，将造成产品变形或褪
色。
12. 接通电源后，除非连接被测导体，其它时间请保持传感器闭合，否则，磁

RIGOL
PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册 VII
芯部分的齿合面可能会被划伤。
13. 不使用时请闭合传感器头，以免灰尘堆积到齿合面而影响其夹固性能。
14. 请勿踩踏或挤压电缆，以免损坏电缆的绝缘性。
15. 电缆应远离热源，否则其绝缘层将融化，从而造成导线裸露。
备注
当仪器周围存在强磁场（如变压器和高电流导体附近）或强电磁场（如无线电发
射机附近）时，测量结果可能不正确。
服务
如需返厂维修，请 将探头仔细包装以免其在运输过程中发生破损。包装时，请使
用减震材料将探头稳固在包装内。同时，请附上产品故障的详细说明。因运输造
成探头损坏，RIGOL公司恕不负责。
为了保证电流探头可提供指定精度的正确测量结果，请定期校准探头。如需校准，
请与RIGOL联系。

RIGOL
PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册 1
电流探头简介
本电流探头直接与波形测量仪器的 BNC 输入连接器相连，通过传感器头连接被
测导体，可轻松捕获电流波形。
主要特色：
⚫高精度电流检测
⚫简捷的电流测量
⚫宽带频率特点
PCA1030：DC 至50MHz
PCA2030：DC 至100MHz
PCA1150：DC 至10MHz
⚫PCA1030/PCA2030：设计紧凑，允许测量小电流
⚫PCA1150：导体直径较大允许测量大电流
⚫简便的超量程输入保护功能
⚫独创的薄膜霍尔效应元件

RIGOL
2 PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册
PCA1030/PCA2030 部件总览
图1 PCA1030/PCA2030 部件示意图
关于上图中的部件 1至4，请参考部件说明。
备注
上图中的终端连接器集成电源，将输出连接器连接至波形测量仪器，当波形测量
仪器上电时，为电流探头供电。
电流方向标识 传感器 终端连接器 4
"UNLOCK"标识
传感器电缆
3
2
1

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PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册 3
PCA1150 部件总览
图2 PCA1150 部件示意图
关于上图中的部件（1、2、4），请参考部件说明。
备注
上图中的终端连接器集成电源，将输出连接器连接至波形测量仪器，当波形测量
仪器上电时，为电流探头供电。
部件说明
1. 滑动开关
用于打开和锁紧电流传感器。测量被测导体时应锁紧电流传感器，以免发
生危险。
对于 PCA1030/PCA2030，滑动开关的一侧标有 OPEN、FREE 和LOCK 三种
标识，电流传感器的开关状态与滑动开关所处的位置有关：
电流方向标识
"LOCK"标识
终端连接器
传感器电缆
1
4
1
传感器
"UNLOCK"标识
2

RIGOL
4 PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册
当滑动开关处于 OPEN 位置时，电流传感器完全打开，此时可将被测
导体连接至电流传感器；
当滑动开关处于 FREE 位置时，电流传感器处于闭合状态但未锁紧；
当滑动开关处于 LOCK 位置时，电流传感器头处于锁紧状态，此时，
UNLOCK 标识被遮挡。
对于 PCA1150，滑动开关上面标有 LOCK 和UNLOCK 标识，当开关上面显
示LOCK 标识并且 UNLOCK 标识消失时，电流传感器处于锁紧状态。
2. 电流传感器头
用于连接被测导体以执行实际电流测量。电流传感器头为精密装置，包含
一个模制元件、铁氧体磁芯和霍尔效应元件。当环境温度突变、受到机械
拉力或撞击时，可能会损坏电流传感器，因此使用时需格外小心。
3. 粗调调整器（仅适用于 PCA1030/PCA2030）
仅当无法在波形测量仪器的零位调整范围内进行调节时使用。可以使用绝
缘螺丝刀（如陶瓷螺丝刀）通过该调整器进行调节。
4. 输出连接器
被测导体的电流波形将以恒定的增益通过该连接器输出至波形测量仪器。
该输出连接器可连接至波形测量仪器的 BNC 输入连接器。
备注
⚫因电流探头输出阻抗为 25Ω（PCA1030/PCA2030）或 7Ω（PCA1150），
因此，本电流探头只可与输入阻抗至少为 1 MΩ 的波形测量仪器相连
接。若使用输入阻抗为 50Ω的波形测量仪器进行测量，则会导致测量
结果不准确。
⚫若使用 BNC 转香蕉插头或其它类似连接器连接除 BNC 连接器之外的
输入端口，请注意保证极性正确。

RIGOL
PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册 5
电流探头使用方法
使用电流探头执行测量之前，请仔细阅读安全注意事项一节。
测量准备
1. 准备一台波形测量仪器。
2. 将波形测量仪器连接至交流电源。
3. 将电流探头的输出连接器连接至波形测量仪器的输入端。
4. 打开波形测量仪器的开关，并检查电源指示灯是否点亮。
5. 打开电流探头后，请等待至少30分钟。刚接通电源时，由于预热等因素，
将产生明显的零点漂移，因此，为保证测量的准确性，执行测量前，应将
电流探头预热30分钟以上。
消磁和零位调整
1. 如果波形测量仪器的输入为地电平，应将其基线调整至零位。
2. 将波形测量仪器的输入耦合设置为直流。
注意
⚫断开输出连接器与波形测量仪器的连接时，首先解除锁紧，然后将连
接器拔出。未解除锁紧而直接拔出或拉扯电缆线可能损坏终端连接
器。
⚫若使用 BNC 转香蕉插头或其它类似连接器连接除 BNC 连接器之外的

RIGOL
6 PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册
输入端，请注意保证极性正确。
⚫当电流探头的电流传感器连接被测导体时，请勿进行消磁操作，因为
消磁操作会导致电流流入导体，可能会损坏被测电路的器件。
⚫鉴于上述考虑，由于为电流探头供电将产生消磁波形，因此为电流探
头供电前，请确保电流探头未连接被测导体。
3. 请确保电流传感器处于锁紧状态（对于 PCA1030/PCA2030，滑动开关应处
于LOCK 位置；对于 PCA1150，滑动开关上面显示 LOCK 标识且无 UNLOCK
标识显示）。
4. 在波形测量仪器上执行消磁操作。
5. 在波形测量仪器上执行零位调整操作，将基线调至零位。
备注
对于 PCA1030/PCA2030，当通过波形测量仪器的零位调整功能无法实现零
位调整时，可以通过粗调调整器将基线调整至波形测量仪器的零位调整功
能可调节的范围内。
调整粗调调整器时，请勿用力过大，否则，可能导致调整器脱落。请使用
符合如下要求的一字螺丝刀：螺丝刀头由陶瓷等非导电物质制成，厚
0.4mm，宽 1.8mm，长度不小于 10mm。
测量步骤
1. 检查并确保测量系统安全且上述准备工作已就绪。

RIGOL
PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册 7
2. 按照下图箭头所示方向拨动滑动开关打开电流传感器（对于
PCA1030/PCA2030，滑动开关处于 OPEN 位置；对于 PCA1150，滑动开关
上面显示 UNLOCK 标识，LOCK 标识消失）。
3. 调整电流传感器，使其电流方向标识与待测导体中的电流方向一致，使用
电流传感器连接待测导体，并使待测导体位于孔中心。
4. 按照下图箭头所示方向拨动滑动开关将电流传感器锁紧（对于
PCA1030/PCA2030，滑动开关应处于 LOCK 位置；对于 PCA1150，拨动滑
动开关直至上面显示 LOCK 标识，UNLOCK 标识消失）。
5. 此时，您可以查看电流波形。PCA1030/PCA2030 的输出增益为 0.1V/A，
PCA1150 的增益为 0.01V/A。您可以通过波形测量仪器的电压灵敏度计算
出电流灵敏度。例如，对于 PCA1030，波形测量仪器的电压灵敏度为
10mV/div，则电流灵敏度为(10mV/div)/(0.1V/A)=100mA/div。
备注
⚫电流探头的电流消耗取决于被测电流。下图为输出电流与电流消耗之
间的关系曲线：
滑动开关
滑动开关

RIGOL
8 PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册
PCA1030
PCA2030

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PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册 9
PCA1150
注：电流消耗为正负电流消耗代数和。
测量过程中需要注意的事项
注意
1. 最大连续输入范围是基于测量过程中仪器内部所产生的热量而定的。注意：
输入电流不可超过该范围，否则可能损坏电流探头。
2. 参考附录 2 最大输入电流与频率的关系。最大额定电流为标准条件下正弦
波输入时的推荐值。当环境温度增加或被测电流含有其它频率成分时将增
加自发热。因此，即使电流探头工作在低于额定电流的条件下，也可能由
于自发热而损坏。
3. 如果输入电流超出最大连续输入范围，可能导致仪器内部温度过高而启动
内置的保护电路功能，该功能会阻碍正常的输出。此时，请立即断开电流
传感器与被测导体的连接或将输入电流降低至 0，待电流传感器充分冷却
后，方可重新进行操作。
4. 测量 1kHz 以上（含）的电流将导致电流传感器头温度上升。发生此现象是
因为传感头的自发热。在这种情况下，内置的保护电路功能不会被激活。
请注意避免事故发生，如灼伤、短路及设备损坏。

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10 PCA1030/PCA2030/PCA1150 用户手册
5. 即使输入电流未超出额定连续输入范围，但长时间的连续输入也会启动保
护电路功能以避免电流传感器发热引起的设备损坏。
6. 当环境温度过高时，即使输入电流低于额定连续输入范围，也可能会启动
内置的保护电路功能。
7. 如果输入电流多次超出额定最大连续输入范围而使保护电路反复启动，将
会造成设备损坏。
8. 最大输入范围由最大连续输入范围确定，也由最大峰值电流值确定。请确
保输入不大于最大连续输入有效值范围。
9. 由于周围导体中的电流可能会使电流传感器温度升高，因此，请勿将带有
10kHz 或更高频率电流的导体放在电流传感器头周围，以免损坏电流传感
器，如下图所示。
PCA1030/PCA2030
PCA1150
10. 请使用滑动开关打开电流传感器头。对于 PCA1030/PCA2030，传感头锁紧
时，如果其上芯被强制打开，则有可能损坏滑动开关的内部结构。
备注
1. 刚接通电源时，由于自发热，将产生明显的零点漂移，因此，为防止这种
情况的发生，进行测量前，应将电流探头预热 30 分钟以上。
2. 执行连续测量时，请注意由于环境温度等因素而引起的零点漂移。
3. 在某些情况下，将输出连接器连接至通电的波形测量仪器时，可能会产生
震荡，该情况不属于仪器故障，可通过开关传感器的卡钳消除震荡并使操
作恢复正常。
4. 基于被测电流的幅值和频率，传感器头可能会产生共振噪音。消磁过程中
上芯