Измерение тока в проводных коммуникациях

Для решения целого спектра задач по испытаниям образцов техники на электромагнитную совместимость, а также по оценке защищенности технических средств, обрабатывающих информацию ограниченного распространения, от ее утечки за счет наводок, возникает необходимость измерения тока в различных проводных коммуникациях и кабелях, подключаемых к объекту исследований.

Измерять необходимо и токи, которые возникают при излучении электромагнитного поля во время работы технического средства, и токи, которые инжектируются в проводные коммуникации для оценки устойчивости объекта исследований к кондуктивным воздействиям. Кроме этого, измерять токи, в большинстве случаев, необходимо без отключения кабельных коммуникаций от объекта.

Для решения таких задач, производители измерительной техники предлагают так называемые «токовые пробники» (или «токовые датчики»). Принцип работы токового датчика (токового пробника) достаточно простой – это принцип работы простого трансформатора тока. 

Трансформатор представляет собой по сути две катушки на одном железном сердечнике. Отношение количества витков катушек обратно пропорционально силе тока в этих катушках. По такому принципу работают и датчики тока. 

Датчик тока представляет собой защелкиваемое вокруг кабеля или провода металлическое кольцо, которое представляет собой катушку № 1 с обмоткой на металлическом сердечнике (внутри кольца). Выход датчика подключается кабелем к измерительному прибору (приемник, анализатор, осциллограф). Исследуемый кабель, защелкиваемый датчиком тока, представляет собой один виток катушки № 2 на том же самом металлическом сердечнике. 

Ток в исследуемом проводнике (I2) вычисляется по формуле:

I2 = I1 x n1/n2,

где I1 – ток в катушке № 1 (на выходе/входе датчика),
n1 – количество витков в катушке № 1
n2 – количество витков в катушке № 2, равное 1.

Количество витков катушки № 1 (катушки датчика) как правило, производят кратными 1000, 500, 300, и т.д. (соответственно, отношение n1/n2 = 1000/1, 500/1, 300/1 и т.д.). Если измеренный ток с выхода токового датчика равен 1мА (I1 = 1мА), а количество витков катушки датчика 1000 (n1 = 1000), то ток в исследуемом кабеле равен 1А.

В зависимости от типа исследований токовые датчики бывают 2-х типов:

• для измерения инжекционного тока в проводнике (в этом случае, ток в датчике является входным, а ток в проводнике – выходным) – для исследований на устойчивость к кондуктивным помехам;

• для измерения тока, уже протекающего в проводнике (в этом случае, ток в проводнике является входным, а ток в датчике- выходным) – для исследований на излучение кондуктивных помех.

Модели токовых датчиков также разделяются по диапазону измеряемых частот, апертуре, максимальному току.

Компания AH-Systems производит широкий спектр токовых пробников как для исследований на устойчивость к кондуктивным помехам (таблица-1), так и для исследований на излучение кондуктивных помех (таблица-2). 

Таблица-1. Инжекционные токовые пробники.

Таблица-2. Широкополосные токовые пробники.

Не менее важно в процессе измерений сохранять токовые датчики в откалиброванном состоянии. Компания AH-Systems позаботилась и об этом, и предлагает нам такие приспособления: Различные модели, в зависимости от частоты калибруемых датчиков, представлены в таблице-3.

Таблица-3. Приспособления для калибровки токовых пробников