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電流傳感器的標準

發(fā)布日期:2018/6/19 13:24:24 點擊:11957

1、偏移電流ISO

偏移電流必須在IP=0、環(huán)境溫度T≈25℃的條件下進行校準,按圖9方法(雙極性供電)接線,且測量電壓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為實際測量電阻的條件下進行測量,其接線如圖10所示,并用公式(3)計算精度。

3、保護性測試

霍爾電流傳感器在測量電路短路、測量電路開路、供電電源開路、原邊電流過載、電源意外倒置的條件下都可受到保護。對上述各項測試舉例如下:

(1)測量電路短路

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

(2)測量電路開路

此項測試條件為IP=IPN、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器雙向供電、RM是實際應(yīng)用中的電阻。測試圖如圖12,開關(guān)S應(yīng)在一分鐘之內(nèi)完成閉合/打開切換動作。

(3)電源意外倒置測試

為防止電源意外倒置而使傳感器損壞,在電路中專門加裝了保護二極管,此項測試可使用萬用表測試二極管兩端,測試應(yīng)在IP=0、環(huán)境溫度T≈25℃、傳感器不供電、不連接測量電阻的條件下進行??墒褂靡韵聝煞N方法測試:

第一種:萬用表紅表筆端接傳感器“M”端,萬用表黑表筆端接傳感器“+”端;

第二種:萬用表紅表筆接傳感器負極,萬用表黑表筆接傳感器M端;

在測試中,如萬用表鳴笛,說明二極管已損壞。

八、傳感器應(yīng)用計算[5]

根據(jù)圖13,電流傳感器的主要計算公式如下:

NPIP=NSIS; 計算原邊或副邊電流

VM=RMI; 計算測量電壓

VS=RSIS; 計算副邊電壓

VA=e+VS+VM; 計算供電電壓

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、標準額定電流值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,其傳感器測量量程>100A且無防止供電電源意

外倒置的保護二極管的情況下,e=1V。在上述條件下:

(1)給定供電電壓VA,計算測量電壓VM和測量電阻RM:

假設(shè):供電電壓VA=±15V

根據(jù)上述公式得:

測量電壓VM=9.5V;

測量電阻RM=VM/IS =63.33Ω;

副邊電流IS=0.15A。

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

(2)給定供電電壓和測量電阻,計算欲測量的峰值電流;

假設(shè):供電電壓VA=±15V,測量電阻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

這說明,在上述條件下,傳感器所能測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,傳感器雖測量不出來,但傳感器不會被損壞。

(3)測量電阻(負載電阻)能影響傳感器的測量范圍。

測量電阻對傳感器測量范圍也存在影響,所以我們需要精心選擇測量電阻。用下式可計算出測量電阻:

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為最大值時的副邊電流值。

另外我們可以通過下式確認所選傳感器的穩(wěn)定性。

如果VAmin不符合上式,則會造成傳感器的不穩(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,某種型號的電流傳感器,其標準額定電流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

以上檢驗,可知這種傳感器在此條件下測量能保證穩(wěn)定性。它所能測量的原邊電流的最大值(即測量范圍)傳感器是能夠受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號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)定的標準信號時,則稱為變送器。

變送器的概念是將非標準電信號轉(zhuǎn)換為標準電信號的儀器,傳感器則是將物理信號轉(zhuǎn)換為電信號的器件,過去常講物理信號,隨之其他信號也將出現(xiàn)。一次儀表指現(xiàn)場測量儀表或基地控制表,二次儀表指利用一次表信號完成其他功能: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放大以便轉(zhuǎn)送或啟動控制元件?;?qū)鞲衅鬏斎氲姆请娏哭D(zhuǎn)換成電信號同時放大以便供遠方測量和控制的信號源。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)成自動控制的監(jiān)測信號源。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,如一種鍋爐水位計的“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)的差壓帶動機械放大裝置用指針指示水位的一種遠方儀表。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明傳感器和變送器的區(qū)別。

性能指標

* 執(zhí)行標準:IEC688:1992,

* 精度等級:≤1.0%.F.S

* 線 性 度:優(yōu)于0.2%

* 響應(yīng)時間:≤10Us

* 頻率特性:0~10KHz

* 失調(diào)電壓:≤20mV

* 溫度特性:≤150PPM/℃(0~50℃)

* 整機功耗:≤30 mA

* 隔離耐壓:輸入/輸出/外殼間 AC2.0KV/min*1mA

* 過載能力: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%無凝露

 

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