電流測量方法

測量電流主要有兩種方法：一種是基于電磁學的，與早期的動圈式（達松瓦爾）儀表有關；另一種是基于電學的，主要理論是歐姆定律。

達松瓦爾電流計/檢流計

達松瓦爾電流計是一種電流表，用于檢測和測量電流。它是一個模擬機電傳感器，當電流經過線圈時，指針會在有限的弧形刻度上產生偏轉。

如今，達松瓦爾電流計是用小型旋轉線圈繞在永磁體外面制成的。線圈與指向刻度盤的細指針相連。一個小型扭轉彈簧將線圈和指針拉至零位。

當有直流電流過線圈時，線圈會產生磁場。該磁場與永磁體的磁場方向相反。線圈發生扭曲，推動彈簧，使指針發生移動。指針指到顯示當前電流值的刻度上。精心設計的磁極片確保磁場均勻，因此，指針偏轉的角度與電流成正比。

其他電流表

現在，大多數安培表都是根據電學基本理論歐姆定律設計的。現代電流表本質上是由電壓表和精密電阻組成的，利用歐姆定律，就可以進行精確且經濟有效的測量。

歐姆定律 – 歐姆定律指出，在電路中，流過導體兩點間的電流與兩點間的電勢差（又稱為壓降或電壓）成正比，與兩點間的電阻成反比。

描述這種關系的數學表達式為：

I = V/R

其中，I是以安培為單位的電流；V是以伏特為單位的兩點間的電勢差；R是電路參數，即電阻，以歐姆為單位（相當于伏特每安培）。

電流表工作原理 – 現在的電流表通過一個內部電阻來測量特定信號的電流。但是，當內部的電阻無法測量更大的電流時，就需要外部的配置了。

為測量更大的電流，可在電流表上并聯一個被稱為分流電阻的精密電阻。大部分電流流過分流電阻，只有一小部分電流經過電流表。這就使得電流表可以測量更大的電流。

只要期望的最大電流乘上電阻的值不超過電流表或數據采集設備的輸入范圍，那么任意的電阻都是可以接受的。

使用該方法測量電流時，應使用盡量小的電阻值，因為這對現有電路造成的干擾最小。但是，電阻越小，造成的電壓降越小，因此您必須在分辨率和電路干擾間合理取舍。

圖2顯示了利用分流電阻進行電流測量的原理圖

使用這種方法，電流不會直接輸入電流表或數據采集電路板，而是經過外部分流電阻。因此，只要分流電阻上的電壓降不超過電流表或數據采集板的工作電壓范圍，那么理論上可以測量無限大的電流值。

電流公約

常規電流

常規電流常見于當今的家用電器、電子電路以及傳輸線纜中。常規電流不符合傳輸標準，且取值范圍可以從零到很大。

電流回路/4-20 mA公約

當設備需要通過一對導體進行遠程監測或控制時，可使用模擬電流回路。任意時刻只可存在一個電流電平。

“4到20毫安的電流回路”，或者叫4-20 mA，是一種用于工業儀器和通信的模擬電氣傳輸標準。對于電流回路信號而言，4 mA表示0%的信號，20 mA表示100%的信號。mA是毫安培的縮寫，即千分之一安培。

4毫安的“帶電零位”允許接收儀器區分零信號和損壞的導線或儀器。［1］ 雖然開發于20世紀50年代，今天這個標準仍然被廣泛用于工業。4-20 mA公約的好處包括制造商的廣泛使用、相對較低的實現成本以及抗電氣噪聲的能力。此外，利用帶電零位，您可以直接利用電流回路為低功耗儀器供電，節省了額外的電線成本。

精確度考慮

分流電阻在電路中的放置位置是很重要的。如果外部電路與帶有電流表或數據采集板的計算機共地，那么應當把分流電阻放置在盡可能接近電路地端的位置上。如果不這樣的話，由分流電阻產生的共模電壓可能超越電流表或數據采集板規格，這將導致不精確讀數，甚至可能損壞電路板。圖3顯示了分流電阻正確和不正確的放置位置。

數據采集設備測量

有三種測量模擬輸入的方法。請參考《如何進行電壓測量》，獲取每種配置的詳細信息。

例如，考慮NI CompactDAQ USB數據采集系統。圖4顯示了一個NI cDAQ-9178機箱和一個NI 9203模擬電流輸入模塊。由于NI 9203內部有一個精密電阻，所以不需要外接的分流電阻。

圖5演示了使用帶NI 9203模塊的NI cDAQ-9178機箱進行參考單端（RSE）電壓測量的連線圖，以及模塊的引腳。圖中，引腳0對應“模擬輸入0 （AI0）”通道，引腳9對應公共地（COM）。

除了NI 9203，通用模擬輸入模塊（如NI 9205）也可以利用外部分流電阻提供電流的輸入功能。

查看您的測量結果：NI LabVIEW

一旦將傳感器同測量儀器相連，就可以使用LabVIEW圖形化編程軟件對數據進行可視化處理及分析。

萬用表測量電流方法

電流的測量同樣也分為直流電流的測量和交流電流的測量。

1）直流電流的測量

將黑表筆插入萬用表的“COM”孔，若測量大于200mA的電流，則要將紅表筆插入“10A”插孔 算將旋鈕打到直流“10A”擋；若測量小于200mA的電流，則將紅表筆插入“200mA”插孔，將 旋鈕打到直流200mA以內的合適量程。

將擋位旋鈕調到直流擋（A-）的合適位置，調整好后，開始測量。將萬用表串進電路中，保持穩定，從顯示屏上讀取測量數據，若顯示為“15．”，則表明量程太小，那么就要加大量程后再測量；如果 在數值左邊出現“．”，則表明電流從黑表筆流進萬用表。

2）交流電流的測量

測量方法與直流電流的測量方法基本相同，不過擋位應該打到交流擋位（A～），電流測量完 畢后應將紅表筆插回“VQ”孔。

使用萬用表測量電流時，必須要注意最重要的一點，不要把測量電流方法和測量電壓方法弄混，因為好多新手把測量電流方法和測量電壓方法一樣，直接把表筆并聯進電路，這樣如果你的萬用表是雜牌表的話，保險管燒了，電流擋分流器中分流電阻肯定燒了，如果是數字表的話，弄不好連7106也得掛掉，但是如果是比較好的萬用表的話，如果用電流擋失誤測量電壓，這個電壓信號會被電流擋保護電路，雙向限幅二極管鉗位在0.7V 從而來保護電流擋分流器，我們知道，測量電壓方法是將萬用表打到電壓擋，然后將紅表筆插入VΩ孔，黑表筆插入COM孔，然后將紅黑表筆并聯進電路測量電壓，電流正好相反，也就是說，如果想測量電流的話，使用萬用表電流擋，適當選擇好量程，如果不知道電流值大小可選擇大點的量程，防止萬用表顯示“1”過量程，然后將紅表筆插入mA孔，或10A孔，黑表筆插入COM孔，（COM孔稱為公共端專門插黑表筆插孔）然后將電路斷開一部分，把紅黑表筆串進去測量，也就是說測量電流的話，必須串進線里測量。

測量電機的工作電流和電壓方法

（1）測量電流：用鉗形電流表選擇合適的量程開關位置，將被測導線鉗入鉗中央，從表盤刻度上可讀出指針所在位置的上行電流值和下行電流

（2）測量電壓：將電壓表并聯在線路中，可讀出電壓值：將鉗形電流表量程開關位置撥到電壓檔上，將二測試棒并聯在線路中，讀其數值。