Применение сверхскоростной электронной нагрузки при тестировании времени отклика датчиков тока 

Датчик тока — это устройство, которое с помощью магнитных материалов воспринимает измеряемый ток и преобразует его в стандартный выходной сигнал в соответствии с определённым законом (обычно линейной зависимостью). В настоящее время электромагнитные датчики широко применяются в автомобилестроении, возобновляемой энергетике, военной и космической промышленности, а также в железнодорожном транспорте.

Время отклика является одним из важнейших показателей характеристик датчика. Это разница между временем нарастания выходного сигнала (ток на вторичной обмотке Is) и входного сигнала (ток на первичной обмотке Ip), то есть задержка времени нарастания выходного сигнала относительно фактического сигнала. Для датчиков тока это особенно важно, поэтому производители и сторонние испытательные организации проверяют время отклика как при типовых испытаниях, так и при периодических проверках.

Требования к испытаниям
В качестве примера возьмём стандарт «TB/T 2763-2009 Датчики тока и напряжения для локомотивов и подвижного состава». Для измерения времени отклика датчика тока Холла с замкнутым контуром стандарт чётко требует, чтобы время отклика было лучше следующих значений: 1 мкс, 3 мкс, 15 мкс, 20 мкс, 50 мкс, 100 мкс.

Время отклика датчика тока обычно измеряется в микросекундах. Оборудование для испытаний должно иметь возможность быстро выдавать ток. Принципиальная схема тестирования представлена ниже:

Применение сверхскоростной электронной нагрузки при тестировании времени отклика датчиков тока

Через источник сигналов высокого di/dt, собранный из источника постоянного тока большой мощности и высокоскоростной электронной нагрузки, на тестируемый датчик подается сигнал амплитудой, равной номинальному току датчика, с крутизной нарастания di/dt > 50 А/мкс. После достижения номинального значения амплитуда сигнала удерживается стабильной (см. рисунок ниже). На осциллографе измеряют разницу во времени (t2-t1) между моментами, когда выходной сигнал и тестируемый сигнал достигают 90% от амплитуды, что и является временем отклика. Выбранный осциллограф должен иметь два канала, а отображаемая (регистрируемая) форма сигнала должна быть удобна для измерений; точность временной базы должна быть не ниже ±5%.

Применение сверхскоростной электронной нагрузки при тестировании времени отклика датчиков тока

Измеренная форма сигнала
Серия высокоскоростных программируемых постоянных нагрузок N67000 благодаря оптимизации выбора компонентов и проектирования системной петли позволяет достигать сверхвысокой скорости нарастания тока. Как показано на рисунке, измеренный коэффициент нарастания тока 580 А уже достиг 100 А/мкс, что удовлетворяет требованиям тестирования в высоких стандартах для разработки датчиков тока и сторонних проверок.

Применение сверхскоростной электронной нагрузки при тестировании времени отклика датчиков тока

Фактическое измерение времени отклика одного канала трехфазного датчика тока известного бренда в определенной отрасли показало следующий результат (387 нс):

Применение сверхскоростной электронной нагрузки при тестировании времени отклика датчиков тока

Сверхскоростная программируемая DC электронная нагрузка серии N67000

Применение сверхскоростной электронной нагрузки при тестировании времени отклика датчиков тока

Серия N67000 — это высоконадежные, высокоточные, многофункциональные программируемые высокоскоростные электронные нагрузки постоянного тока. Доступны модели с мощностью 600 Вт, 1200 Вт и 1800 Вт, стандартный 19-дюймовый корпус 2U обеспечивает мощность до 1,8 кВт, поддерживается управление в мастер-слейв режиме для расширения мощности.
Три основных особенности серии N67000:

• Сверхвысокоскоростное наклонное нарастание нагрузки: 60A/μs

Серия N67000 обеспечивает скорость изменения тока нагрузки на одном приборе до 60 А/мкс, а при параллельной работе нескольких устройств скорость превышает 100 А/мкс, удовлетворяя требованиям тестирования датчиков, ИИ-чипов, высокоскоростных источников питания и других сценариев.

• Полный диапазон параметров: V/I/R/W

Вся серия N67000 поддерживает три режима: постоянное напряжение, постоянный ток, постоянное сопротивление и постоянную мощность, обеспечивая высокоточные измерения в широком диапазоне от 1% до 100%. Может использоваться для проверки точности и линейности датчиков тока.

• Сверхнизкое рабочее напряжение: 0,7 В при 360 А

Серия N6700 при максимальном диапазоне тока устройства может достигать 0,7 В при 360 А, что соответствует требованиям ИИ-серверов и современных ЦП для быстрого тестирования нагрузки на питание ядра, позволяя оценивать характеристики чипа по временным изменениям напряжения.