各种电力电子应用要求对诸如功率调节器的功率转换效率，逆变器和电动机的效率以及电抗器损耗等特性进行高精度功率（电流和电压）测量。本文将讨论的重点缩小到当前的测量方法，并介绍了Hioki作为利用专有技术的电流传感器和功率分析仪的长期开发人员的一些专业知识。
电流测量方法
功率分析仪通常通过直接连接方法（图1 [a]）或电流传感器方法（图1 [b]）测量电流。以下提供了每种方法的特征的详细描述。
图1：直接连接方法（a）和电流传感器方法（b）
直接连接方法
在直接连接方法中，通过将来自被测物体的导线布线到功率分析仪并将它们连接到仪器的电流输入端子来测量电流。测量原理本身非常简单，其优点是可以使用功率分析仪独立测量电流，使其成为多年来事实上的方法。但是，由于电流导线必须长距离布线，并且功率分析仪的电流输入部分必须插入被测物体的电路中，因此存在以下缺点：
1. 条件不同于实际操作的特征
2. 由于长导线的导线电阻，损耗增加。
3. 电容耦合发生在各个导线之间以及导线和地之间，导致高频漏电流增加。
例如，关于上述ii）中描述的效果，使用No.6AWG线的5米运行将具有大约6.5m 2的线电阻。如果被测电流为30 A，则此布线电阻造成的损耗为5.85 W.尽管仅根据该值无法对损耗的大小作出任何判断，但对于某些电流来说，这将是太大而无法忽略测量功率值。
另外，当使用直接连接方法时，通常通过分流电阻来测量电流。这种分流电阻方法存在以下缺点：
1. 当电流流入分流电阻时，焦耳热量与电流的平方成正比，发生在电阻中。只要焦耳热导致仪器损失，自加热将改变分流电阻本身的电阻值，这将进一步恶化测量精度。
2. 为了限制这种加热，使用具有低电阻值的分流电阻。然而，当使用小的分流电阻来测量大电流时，即使是微小的电感分量也不容忽视，这会降低频率特性。
这些缺点中的每一个都显着恶化了电流和功率测量精度，从而在测量大电流时要求谨慎。
图2：分流电阻的自加热
图2说明了当20 A的电流流过2mW分流电阻时发生的自加热过程。为了进行比较，电路连接了额定电流为50 A的Hioki CT6862电流传感器。您可以看到，由于焦耳热引起的自热，分流电阻的温度上升到约50°C。相比之下，电流传感器主要不受焦耳热和相关自热的影响，仪器损耗和传感器自身温度特性对测量精度的影响可以忽略不计。
如上所述，直接连接方法非常适用于测量约1 A的非常小的电流，其中分流电阻的焦耳热的影响足够小，例如测量电子设备的待机功率或测量LED照明的功耗。
电流传感器方法
电流传感器方法是一种用于测量电流的方法，其中电流传感器连接到被测设备上的导线，并且来自传感器的输出信号（电流或电压）被输入到功率分析器中。
电流传感器方法可用于测量其工作状态下的目标，并且在测量大电流时几乎完全没有自热意味着对测量精度没有影响。电流传感器方法在以高精度测量大约5A或更大的大电流时优于直接连接方法，并且通常用于电力电子领域。
图3示出了可以以高精度测量的电流值的近似范围以及直接连接方法和电流传感器方法的相关通用频带。请注意，仅仅因为某个值超出图中所示的范围，并不一定意味着无法使用相关方法进行测量。
图3：直接连接方法和电流传感器方法：可以高精度测量的电流值和频带的近似范围*从图中所示的范围中排除并
使用电流传感器方法进行高精度功率测量
如上所述，当测量超过5A的电流时，通常使用电流传感器方法。虽然电流传感器方法没有与直接连接方法相同的缺点，但仍有许多必须采取的预防措施。牢记在于以高精度测量电流。本节概述了这些预防措施。
选择合适的电流传感器
使用电流传感器方法的高精度，高可再现功率测量假定选择合适的电流传感器。具体选择标准包括以下两个考虑因素：
1. 电流传感器的额定电流值必须适合待测电流的大小。
2. 要测量的电流的所有频率分量必须落在电流传感器的可测量频带内。
此外，应牢记以下注意事项：
3. 电流传感器必须提供足够的测量精度水平，该精度在整个可测量频段内定义。
4. 必须定义所有误差因子，例如输出噪声，温度特性，导体位置效应，外部磁场效应，磁化效应和电流传感器的共模电压效应，并且其幅度必须足够小。
选择电流传感器时需要充分注意。特别地，关于考虑因素iii），大多数电流输出传感器的幅度和相位精度仅针对DC和50 / 60Hz频率定义，并且其他频率范围的准确度仅供参考。
值得注意的是，使用电流传感器方法的高精度电流测量取决于电流传感器和具有足够性能水平的功率分析仪的可用性。
关于包括电流传感器的功率测量系统是如何进行整体优化的以及第三方认证机构对Hioki电力测量系统的抗扰度测试结果如何，请打开下面链接进行了解：
https://www.eetoday.com/application/consume/201903/54041.html
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