線性度作為衡量傳感器靜態(tài)特性的關(guān)鍵指標(biāo)，其分析以被測輸入量處于穩(wěn)定狀態(tài)為前提。在規(guī)定條件下，傳感器校準(zhǔn)曲線與擬合曲線之間的最大偏差（ΔYmax）與滿量程輸出范圍（YFS）的百分比，被定義為線性度，該指標(biāo)亦稱為 "非線性誤差"。此值越小，表明傳感器的線性特性越優(yōu)良。而"擬合曲線"，是通過特定算法構(gòu)建的參考曲線，旨在為傳感器特性分析提供基準(zhǔn)。常用的擬合方法包括端基法、最小二乘法等，不同方法適用于不同的應(yīng)用場景和精度要求。

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本次實驗依據(jù)LOTO虛擬示波器使用說明書 8.2.32章節(jié)中 "手動單次采集數(shù)據(jù)點擬合曲線功能"的操作，對LOTO 100A的電流探頭（如下圖所示）的線性度展開定量分析。該電流探頭的原理在于將-100A到+100A的電流轉(zhuǎn)換成-10V到+10V的電壓值，以便進行分析和測量，其線性度反映了電流轉(zhuǎn)換電壓的精準(zhǔn)度，線性度越低，準(zhǔn)確度越高。電流探頭在使用時無需斷開電路或串聯(lián)電流表，只需將探頭扣在導(dǎo)線外部，通過電磁感應(yīng)或霍爾效應(yīng)原理感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場，可避免對原有電路造成干擾或破壞，同時提升了測量大電流時的安全性。

在測量之前先參考 LOTO提供的數(shù)據(jù)表（如下表所示）對電流探頭進行調(diào)零和調(diào)度，通過調(diào)節(jié)電流探頭底部的“K”和“L”電位器實現(xiàn)。其中“K”用來調(diào)零，“L”用來調(diào)度。

設(shè)計以下實驗：采用信號發(fā)生器作為激勵源，輸出電壓信號以 0.5V為步進，從 0.5V至12V逐階遞增，經(jīng)功率放大器兩倍功率放大后，接入 5Ω負(fù)載電阻，利用歐姆定律I=U/R實現(xiàn)電壓信號到電流信號的轉(zhuǎn)換，將電流探頭如下圖所示接入電路，最后接入LOTO虛擬示波器。

1.探頭 2.x10檔位指示燈

3.9V電源輸入4.示波器接口

5.信號源輸出端 6.功放輸出端

在示波器軟件上查看波形，并使用主界面上方工具欄“示波器”選項中的單次采集功能，對轉(zhuǎn)換后的電信號進行數(shù)據(jù)采集，并連點成線繪制折線圖；在數(shù)據(jù)分析界面勾選線性擬合選項，系統(tǒng)將自動對數(shù)據(jù)序列進行回歸擬合，生成包含斜率、截距等參數(shù)的擬合趨勢線及對應(yīng)的數(shù)學(xué)表達式 y=kx+b。

若有保存數(shù)據(jù)的需求，可點擊保存按鈕，將原始數(shù)據(jù)按下圖所示的格式匯集成 CSV文件，保存到指定文件路徑。

我們通過多次測量取平均值的方式對LOTO電流探頭模塊進行更準(zhǔn)確的線性度評估，步進間隔依舊選用0.5V。

綜上，在 0.5V步進電壓測試條件下，電流探頭的線性度指標(biāo)穩(wěn)定維持在1.30±0.15%的精度區(qū)間內(nèi)，且多數(shù)采樣數(shù)據(jù)點均 緊密貼合于擬合曲線，說明LOTO 電流探頭具有良好的轉(zhuǎn)換精度。

審核編輯 黃宇