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電流傳感器的標(biāo)準(zhǔn)

發(fā)布日期:2018/6/19 13:24:24 點(diǎn)擊:11944

1、偏移電流ISO

偏移電流必須在IP=0、環(huán)境溫度T≈25℃的條件下進(jìn)行校準(zhǔn),按圖9方法(雙極性供電)接線,且測(cè)量電壓VM必須滿足:

VM≦RM×ISO (5)

2、精度

在IP=IPN(AC or DC)、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙極性供電、RM為實(shí)際測(cè)量電阻的條件下進(jìn)行測(cè)量,其接線如圖10所示,并用公式(3)計(jì)算精度。

3、保護(hù)性測(cè)試

霍爾電流傳感器在測(cè)量電路短路、測(cè)量電路開(kāi)路、供電電源開(kāi)路、原邊電流過(guò)載、電源意外倒置的條件下都可受到保護(hù)。對(duì)上述各項(xiàng)測(cè)試舉例如下:

(1)測(cè)量電路短路

此項(xiàng)測(cè)試必須在IP=IPN、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙向供電、RM為實(shí)際應(yīng)用中的電阻條件下進(jìn)行,連接圖如圖11所示,開(kāi)關(guān)S應(yīng)在一分鐘之內(nèi)合上和打開(kāi)。

(2)測(cè)量電路開(kāi)路

此項(xiàng)測(cè)試條件為IP=IPN、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙向供電、RM是實(shí)際應(yīng)用中的電阻。測(cè)試圖如圖12,開(kāi)關(guān)S應(yīng)在一分鐘之內(nèi)完成閉合/打開(kāi)切換動(dòng)作。

(3)電源意外倒置測(cè)試

為防止電源意外倒置而使傳感器損壞,在電路中專門(mén)加裝了保護(hù)二極管,此項(xiàng)測(cè)試可使用萬(wàn)用表測(cè)試二極管兩端,測(cè)試應(yīng)在IP=0、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器不供電、不連接測(cè)量電阻的條件下進(jìn)行。可使用以下兩種方法測(cè)試:

第一種:萬(wàn)用表紅表筆端接傳感器“M”端,萬(wàn)用表黑表筆端接傳感器“+”端;

第二種:萬(wàn)用表紅表筆接傳感器負(fù)極,萬(wàn)用表黑表筆接傳感器M端;

在測(cè)試中,如萬(wàn)用表鳴笛,說(shuō)明二極管已損壞。

八、傳感器應(yīng)用計(jì)算[5]

根據(jù)圖13,電流傳感器的主要計(jì)算公式如下:

NPIP=NSIS; 計(jì)算原邊或副邊電流

VM=RMI; 計(jì)算測(cè)量電壓

VS=RSIS; 計(jì)算副邊電壓

VA=e+VS+VM; 計(jì)算供電電壓

其中,e是二極管內(nèi)部和晶體管輸出的壓降,不同型號(hào)的傳感器有不同的e值。這里我們僅以ES300C為例,這種傳感器的匝數(shù)比NP/NS=1/2000、標(biāo)準(zhǔn)額定電流值IPN=300A rms 、供電電壓VA的范圍為±12V~±20V(±5%)、副邊電阻RS=30Ω ,在雙極性(±VA)供電,其傳感器測(cè)量量程>100A且無(wú)防止供電電源意

外倒置的保護(hù)二極管的情況下,e=1V。在上述條件下:

(1)給定供電電壓VA,計(jì)算測(cè)量電壓VM和測(cè)量電阻RM:

假設(shè):供電電壓VA=±15V

根據(jù)上述公式得:

測(cè)量電壓VM=9.5V;

測(cè)量電阻RM=VM/IS =63.33Ω;

副邊電流IS=0.15A。

所以當(dāng)我們選用63.33Ω的測(cè)量電阻時(shí),在傳感器滿額度測(cè)量時(shí),其輸出電流信號(hào)為0.15A ,測(cè)量電壓為9.5V。

(2)給定供電電壓和測(cè)量電阻,計(jì)算欲測(cè)量的峰值電流;

假設(shè):供電電壓VA=±15V,測(cè)量電阻RM=12Ω,

則:VM+VS=(RM+RS)×IS =VA-e=14V

而:RM+RS=12W+30W=42W,

則最大輸出副邊電流: A

原邊峰值電流:IPmax=ISmax(NS/NP)=666A

這說(shuō)明,在上述條件下,傳感器所能測(cè)量的最大電流即原邊峰值電流為666A。如果原邊電流大于此值,傳感器雖測(cè)量不出來(lái),但傳感器不會(huì)被損壞。

(3)測(cè)量電阻(負(fù)載電阻)能影響傳感器的測(cè)量范圍。

測(cè)量電阻對(duì)傳感器測(cè)量范圍也存在影響,所以我們需要精心選擇測(cè)量電阻。用下式可計(jì)算出測(cè)量電阻:

其中,VAmin—扣除誤差后的最小供電電壓;

e—傳感器內(nèi)部晶體管的電壓降;

RS—傳感器副邊線圈的電阻;

ISmax—原邊電流IP為最大值時(shí)的副邊電流值。

另外我們可以通過(guò)下式確認(rèn)所選傳感器的穩(wěn)定性。

如果VAmin不符合上式,則會(huì)造成傳感器的不穩(wěn)定。一旦出現(xiàn)這種情況,我們可以有以下三種方法克服:

1)更換電壓更大的供電電源;

2)減小測(cè)量電阻的值;

3)將傳感器更換成RS較小的傳感器。

例如,某種型號(hào)的電流傳感器,其標(biāo)準(zhǔn)額定電流IPN=1000A,匝數(shù)比NP/NS=1/2000,e值為1.5V,副邊電阻RS=30Ω,測(cè)量電阻RM=15W,用15V電源單極性供電。則VA=30V(單極性供電是雙極性供電的2倍), 而:

IS=IP×NP/NS =0.5A

VS=RS×IS=15V

VM=RM×IS=7.5V

通過(guò)

以上檢驗(yàn),可知這種傳感器在此條件下測(cè)量能保證穩(wěn)定性。它所能測(cè)量的原邊電流的最大值(即測(cè)量范圍)傳感器是能夠受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置的總稱,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。當(dāng)傳感器的輸出為規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)時(shí),則稱為變送器。

變送器的概念是將非標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)的儀器,傳感器則是將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的器件,過(guò)去常講物理信號(hào),隨之其他信號(hào)也將出現(xiàn)。一次儀表指現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表或基地控制表,二次儀表指利用一次表信號(hào)完成其他功能:諸如控制,顯示等功能的儀表。

傳感器和變送器本是熱工儀表的概念。傳感器是把非電物理量如溫度、壓力、液位、物料、氣體特性等轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或把物理量如壓力、液位等直接送到變送器。變送器則是把傳感器采集到的微弱的電信號(hào)放大以便轉(zhuǎn)送或啟動(dòng)控制元件?;?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號(hào)同時(shí)放大以便供遠(yuǎn)方測(cè)量和控制的信號(hào)源。根據(jù)需要還可將模擬量變換為數(shù)字量。傳感器和變送器一同構(gòu)成自動(dòng)控制的監(jiān)測(cè)信號(hào)源。不同的物理量需要不同的傳感器和相應(yīng)的變送器。還有一種變送器不是將物理量變換成電信號(hào),如一種鍋爐水位計(jì)的“差壓變送器”,他是將液位傳感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通過(guò)儀表管送到變送器的波紋管兩側(cè),以波紋管兩側(cè)的差壓帶動(dòng)機(jī)械放大裝置用指針指示水位的一種遠(yuǎn)方儀表。當(dāng)然還有把電氣模擬量變換成數(shù)字量的也可以叫變送器。以上只是從概念上說(shuō)明傳感器和變送器的區(qū)別。

性能指標(biāo)

* 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):IEC688:1992,

* 精度等級(jí):≤1.0%.F.S

* 線 性 度:優(yōu)于0.2%

* 響應(yīng)時(shí)間:≤10Us

* 頻率特性:0~10KHz

* 失調(diào)電壓:≤20mV

* 溫度特性:≤150PPM/℃(0~50℃)

* 整機(jī)功耗:≤30 mA

* 隔離耐壓:輸入/輸出/外殼間 AC2.0KV/min*1mA

* 過(guò)載能力:2倍電流連續(xù),30倍1秒

* 阻燃特性:UL94-V0

* 工作環(huán)境:-10℃~50℃,20%~90%無(wú)凝露

 

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