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2020年10月10日 | 万用表和钳形表检测电流的原理及区别
2020-10-10 来源：elecfans
钳形表的主要功能及工作原理
钳形表最突出的特点就是前面可以开口的卡钳，它可以很方便卡入电线中，测量回路中的电流，这样就不需要破坏或改动原线路，并且可以测量很大的电流。万用表也有电流测量功能，那么它和钳形表测电流有哪些区别呢？首先我们分别来了解一下万用表检测电流和钳形表检测电流的原理及区别。
万用表测量电流的原理
万用表测量电流时，是需要将被测回路断开，将万用表串接进去来测量电流的。通过万用表内部电流检测的电路能够看出，电流档位在万用表内部实际上是一个电阻值非常小的电阻，电流流过这个电阻时，就会在它上面产生压降，因为电阻值是确定的，只要测量出电阻上的电压，就可以根据公式计算出通过电阻的电流，因为这个电阻是串联在回路中的，所以流过它的电流就是被测回路的电流。
所以万用表中的电流测量电路包括很多仪表内的电流测量电路，都是通过电阻分流的方式，将电流转换成电压来测量的。这个电阻阻值的选取上也是有要求的，如果电阻值选择过大，电流经过电阻时产生的压降就大，这样一方面会分得较多的电压，影响测量负载的正常工作，另一方面，电阻值越大，相同电流时，在它上面产生的功耗也越大，这就会使电阻发热，所以从这两个问题考虑，电阻值越小越好。
但是电阻值也不能太小，电阻太小电流流过时产生的压降就会越小，这样就对后面的测量电路有一定的要求，因为过低的电压需要放大之后才能被电路检测到。
万用表测量电流缺点
从万用表检测电流的方法和原理能够看出，测量电流时需要把万用表串联在被测回路中，这样在一些无法断电测量的电路中是不合适的，另外一点就是万用表电流的测量范围，通常万用表电流的最大测量范围一般是10A或者20A，并且为了防止内部检流电阻发热，万用表也是不允许长时间测量大电流的，对于再大电流的测量，一般的万用表就不容易实现了。
钳形表测量电流的原理
钳形表测量电流的工作原理和万用笔测量电流的原理实际上是基本相同的，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。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较小了，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。
所以钳表相比万用表，在测量电流时无需改动线路，并且可以测量较大的电流，比如电动机等感性负载的电流。但是由于钳形表内部使用的是电流互感器，根据变压器的工作原理，它是无法通过直流电的。那么钳形表真的就不能测量直流电流了吗？实际上钳形表是有可以测量直流电流的，只不过它使用的并不是电流互感器。
钳形表测量直流电流原理
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。
钳形表和万用表的区别
正如上面所说的，钳形表的主要功能是用来检测电流的，比起万用表来讲，钳形表检测电流在使用上更为方便，测量的范围也比万用表要大很多，不过有一点，钳形表在测量较小电流时是无法正常显示的（比如几百毫安的小电流），并且在测量精度上也是不如万用表的。
第二点区别，因为钳形表的主要功能是检测电流，所以在其他功能上，是不如万用表的。虽然现在很多钳形表也集成了万用表的很多功能，比如电压测量、电阻测量、频率测量、温度测量等等，但是总体来说，这些除了电流测量之外的功能，是比不上万用表的，并且这些测量档位的精度一般也是比万用表差一些的。
综上，钳形表和万用表侧重点和使用环境不同，如果着重用来测电流，尤其是大电流，首选钳形表；如果是日常使用用来测量电压电阻或者电子元件的参数，并且对测量精度有一定要求，就需要选择万用表了。所以这两种仪表，可以根据实际的需求选择，也可以根据使用环境同时选择。
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