电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: 关于电流传感器精度和测量范围等知识大全(二) [打印本页]

作者: freedee 时间: 2012-3-28 14:38 标题: 关于电流传感器精度和测量范围等知识大全(二)

六、传感器的抗干扰性
　　1、电磁场
　　闭环霍尔效应电流传感器，利用了原边导线的电磁场原理。因此下列因素直接影响传感器是否受外部电磁场干扰。
　　(1)传感器附近的外部电流大小及电流频率是否变化；
　　(2)外部导线与传感器的距离、外部导线的形状、位置和传感器内霍尔电极的位置；
　　(3)安装传感器所使用的材料有无磁性；
　　(4)所使用的电流传感器是否屏蔽；
　　为了尽量减小外部电磁场的干扰，最好按安装指南安装电压传感器（voltage sensor）。
　　2、电磁兼容性
　　电磁兼容性EMC，（Electro -Magnetic Compatibility ）是研究电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作而又互不干扰，达到“兼容”状态的一门学科[8]。空间电磁环境的恶化越来越容易使电子元器件之间因互不兼容而引发系统的误动作，因此电工、电子设备电磁兼容性检测极有必要。由于实际生产、科研及市场推广的迫切需要，采用已通过电磁兼容性检测的电流和电压传感器已形成共识，并已成为一个强制性标准。香港恒发科技有限公司的所有电流传感器自1996年1月1日起，均已通过了
　　EMC检测。
七、传感器标定
　　1、偏移电流ISO
　　偏移电流必须在IP=0、环境温度T≈25℃的条件下进行校准，按图9方法（双极性供电）接线，且测量电压VM必须满足：
　　VM≦RM×ISO (5)
　　2、精度
　　在IP=IPN（AC or DC）、环境温度T≈25℃、传感器双极性供电、RM为实际测量电阻的条件下进行测量，其接线所示，并用公式(3)计算精度。
　　3、保护性测试
　　香港恒发科技有限公司的传感器在测量电路短路、测量电路开路、供电开关电源开路、原边电流过载、电源意外倒置的条件下都可受到保护。对上述各项测试举例如下：
　　（1）测量电路短路
　　此项测试必须在IP=IPN、环境温度T≈25℃、传感器双向供电、RM为实际应用中的电阻条件下进行，连接图如图11所示，开关S应在一分钟之内合上和打开。
　　（2）测量电路开路
　　此项测试条件为IP=IPN、环境温度T≈25℃、传感器双向供电、RM是实际应用中的电阻。测试图如图12，开关S应在一分钟之内完成闭合/打开切换动作上海三广科技经销进口经销进口current sensor、ac current sensor、电流开关
current switch、ac current switch和电流感应开关current sensing switch、ac current sensing switch。
　　（3）电源意外倒置测试
　　为防止电源意外倒置而使传感器损坏，在电路中专门加装了保护二极管，此项测试可使用万用表测试二极管两端，测试应在IP=0、环境温度T≈25℃、传感器不供电、不连接测量电阻的条件下进行。可使用以下两种方法测试：
　　第一种：万用表红表笔端接传感器“M”端，万用表黑表笔端接传感器“+”端；
　　第二种：万用表红表笔接传感器负极，万用表黑表笔接传感器M端；
　　在测试中，如万用表鸣笛，说明二极管已损坏。
　　八、传感器应用计算[5]
　电流传感器的主要计算公式如下：
　　NPIP=NSIS；计算原边或副边电流
　　VM=RMI；计算测量电压
　　VS=RSIS；计算副边电压
　　VA=e+VS+VM；计算供电电压
　　其中，e是二极管内部和晶体管输出的压降，不同型号的传感器有不同的e值。这里我们仅以HFK600BS为例，这种传感器的匝数比NP/NS=1/2000、标准额定电流值IPN=300A rms 、供电电压VA的范围为±12V~±20V（±5%）、副边电阻RS=30Ω ，在双极性（±VA）供电，其传感器测量量程>100A且无防止供电电源意
外倒置的保护二极管的情况下，e=1V。在上述条件下：
　　（1）给定供电电压VA，计算测量电压VM和测量电阻RM：
　　假设：供电电压VA=±15V
　　根据上述公式得：
　　测量电压VM=9.5V；
　　测量电阻RM=VM/IS =63.33Ω；
　　副边电流IS=0.15A。
　　所以当我们选用63.33Ω的测量电阻时，在传感器满额度测量时，其输出电流信号为0.15A ，测量电压为9.5V。
　　（2）给定供电电压和测量电阻，计算欲测量的峰值电流；
　　假设：供电电压VA=±15V，测量电阻RM=12Ω，
　　则：VM+VS=（RM+RS）×IS =VA-e=14V
　　而：RM+RS=12W+30W=42W，
　　则最大输出副边电流： A
　　原边峰值电流：IPmax=ISmax(NS/NP)=666A
　　这说明，在上述条件下，霍尔电流传感器（hall effect sensor）所能测量的最大电流即原边峰值电流为666A。如果原边电流大于此值，传感器虽测量不出来，但传感器不会被损坏。
　　（3）测量电阻（负载电阻）能影响传感器的测量范围。
　　测量电阻对传感器测量范围也存在影响，所以我们需要精心选择测量电阻。用下式可计算出测量电阻：
　　其中，VAmin—扣除误差后的最小供电电压；
　　e—传感器内部晶体管的电压降；
　　RS—传感器副边线圈的电阻；
　　ISmax—原边电流IP为最大值时的副边电流值。
　　另外我们可以通过下式确认所选传感器的稳定性。
　　如果VAmin不符合上式，则会造成传感器的不稳定。一旦出现这种情况，我们可以有以下三种方法克服：
　　1）更换电压更大的供电电源；
　　2）减小测量电阻的值；
　　3）将传感器更换成RS较小的传感器。
　　例如，某种型号的电流传感器，其标准额定电流IPN=1000A，匝数比NP/NS=1/2000，e值为1.5V，副边电阻RS=30Ω，测量电阻RM=15W，用15V电源单极性供电。则VA=30V（单极性供电是双极性供电的2倍），而：
　　IS=IP×NP/NS =0.5A
　　VS=RS×IS=15V
　　VM=RM×IS=7.5V
　　通过以上检验，可知这种传感器在此条件下测量能保证稳定性。它所能测量的原边电流的最大值（即测量范围）传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称,通常由敏感元件和转换元件组成。当传感器的输出为规定的标准信号时，则称为电流变送器和电压变送器。
　　变送器的概念是将非标准电信号转换为标准电信号的仪器，传感器则是将物理信号转换为电信号的器件，过去常讲物理信号，现在其他信号也有了。一次仪表指现场测量仪表或基地控制表，二次仪表指利用一次表信号完成其他功能：诸如控制，显示等功能的仪表上海三广下设一独资子公司，三广景芮，主要从事工业设备的维修：线路板维修、变频器维修、PLC维修、电源维修已经医疗设备的维修DR维修、东芝CT维修和X光机维修。。
　　传感器和变送器本是热工仪表的概念。传感器是把非电物理量如温度、压力、液位、物料、气体特性等转换成电信号或把物理量如压力、液位等直接送到变送器。变送器则是把传感器采集到的微弱的电信号放大以便转送或启动控制元件。或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源。根据需要还可将模拟量变换为数字量。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。还有一种变送器不是将物理量变换成电信号，如一种锅炉水位计的“差压变送器”，他是将液位传感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通过仪表管送到变送器的波纹管两侧，以波纹管两侧的差压带动机械放大装置用指针指示水位的一种远方仪表。当然还有把电气模拟量变换成数字量的也可以叫变送器。以上只是从概念上说明传感器和变送器的区别

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)