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電量傳感器

電量傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測電量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。也是一種將被測電量參數(shù)(如電流,電壓,功率,頻率,功率因數(shù)等信號)轉(zhuǎn)換成直流電流、直流電壓并隔離輸出模擬信號或數(shù)字信號的裝置。產(chǎn)品符合國標(biāo)GB/T13850-1998。注:真有效值電壓電流變送器用于測量電網(wǎng)中波形畸變較嚴(yán)重的電壓或電流信號,也可以測量方波,三角波等非正弦波形。

  

原理

 

  當(dāng)電量傳感器輸出信息滿足某種標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),也稱電量變送器。

  隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,工業(yè)控制或檢測(監(jiān)測)系統(tǒng)對電量隔離傳感器的要求也越來越高,特別是在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、檢測精度和功能方面。由于數(shù)字化產(chǎn)品不論其性能還是功能,如非線性校正和小信號處理方面,模擬產(chǎn)品是不可比擬的。因此,電量傳感器的數(shù)字化是一種必然趨勢。具有傳感檢測、傳感采樣、傳感保護(hù)的電源技術(shù)漸成趨勢,檢測電流電壓的傳感器便應(yīng)運(yùn)而生并在我國開始受到廣大電源設(shè)計(jì)者的青睞。

 

特性參數(shù)

 

  額定輸出:0~5Vdc;0~20mA;4~20mA;

  精度:1.0級;

  線性范圍:0~120%;

  響應(yīng)時(shí)間:≤300mS ;

  隔離耐壓: 2500V DC/1分鐘;

  工作溫度:-20℃~+70℃;

 

通用技術(shù)條件

 

  ● 引用標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)則:GB/T13850-1998

  ● 相對濕度:≤93%

  ● 準(zhǔn)確度等級: 0.2、0.5級

  ● 貯藏條件:溫度-40~+70℃,相對濕度20~90%,無凝露

  ● 工作溫度:-10~55℃

  ● 平均無故障時(shí)間:≥30000h

 

基本分類

 

  依據(jù)輸入信號特點(diǎn),可以分為:

  直流電量傳感器

  最常見的是分流器、電阻分壓器等;

  交流電量傳感器(一般適用于工頻正弦波測量)

  最常見的是電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器、電磁式電流互感器等;

  變頻電量傳感器(適用于各種頻率及波形的交流電量測量)

  如霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器、羅氏線圈及變頻功率傳感器等。工頻電量是變頻電量的一種特例,因此,變頻電量傳感器通??梢宰鳛楣ゎl交流電量傳感器使用,此外,除了羅氏線圈不能用于直流測量之外,其它幾種傳感器還可作為直流電量傳感器使用。

  電量隔離傳感器按照檢測電量信號和功能不同分為以下六大類

  電流傳感器

  電壓傳感器

  頻率傳感器

  功率傳感器

  溫度傳感器

  越線報(bào)警傳感器

  依據(jù)輸出信號特點(diǎn),可以分為:

  模擬量輸出電量傳感器和數(shù)字量輸出電量傳感器,變頻功率傳感器屬于數(shù)字量輸出電量傳感器。

  由于數(shù)字式電量傳感器可以直接輸出數(shù)字量,對于許多應(yīng)用系統(tǒng)可以省去A/D采集模塊,可以減輕系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。并且,相對模擬量而言,數(shù)字信號的抗干擾能力較強(qiáng),尤其是數(shù)字信號可以方便的采用光纖傳輸,可以完全避免傳輸環(huán)節(jié)的損耗和干擾,為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜電磁環(huán)境下高精度測量提供了科學(xué)的保障。

  由于電量傳感器產(chǎn)品種類較多,本文僅介紹了一種交流信號電量傳感器數(shù)字化技術(shù)。電量傳感器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的方法較多,目前最普遍的是采用單片機(jī)、DSPFPGA微處理器技術(shù),因?yàn)樗膽?yīng)用很靈活,可以實(shí)現(xiàn)各種不同功能。隨著集成電路不斷發(fā)展,已經(jīng)出現(xiàn)了許多專用的芯片,如電度表產(chǎn)品,已有許多專用芯片可選,有數(shù)字接口也有脈沖輸出等。

 

相關(guān)知識

 

  一 計(jì)量器具

 

  1 傳感器 ARCM-NTC傳感器ARCM-NTC 直接作用于被測量,并能按一定規(guī)律將其轉(zhuǎn)換為同種或別種量值輸出的器件。

  2 變送器 P/Q組合變送器BD-3P/Q/Ⅰ 輸出為標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器。

  3 檢測器 用于指示某種特定量的存在而不必提供量值的器件或物質(zhì)。

  4 電量隔離傳感器 在被測電量與輸出信號之間,采用非電媒體進(jìn)行隔離,把被測電量轉(zhuǎn)換成規(guī)定電信號的傳感器。

 

  二 測量

 

  1 被測量 受到測量的量。

  2 影響量 不是被測對象但卻影響被測量值或計(jì)量器具示值的量?!∪纾簻y量交流電壓時(shí)的頻率。 

 

  三 計(jì)量器具特性

 

  1 準(zhǔn)確度 計(jì)量器具給出接近于被測量真值的示值的能力。

  2 準(zhǔn)確度等級 (符合一定的計(jì)量要求,使其誤差保持在規(guī)定極限以內(nèi)的)計(jì)量器具的等級或級別。

  3 量程 測量范圍的上下限之差的模。 |上限值-下限值|

  4 標(biāo)準(zhǔn)工作條件(參比工作條件) 為進(jìn)行性能試驗(yàn)或?yàn)楸WC測量結(jié)果能有效地相互比對 而規(guī)定的計(jì)量器具的使用條件?!∪纾簠⒈葴囟确秶?5℃~35℃

  5 額定工作條件 為了使計(jì)量器具規(guī)定的計(jì)量特性處于給定的極限之內(nèi) 而規(guī)定的正常使用條件?!∪纾侯~定溫度范圍0℃~50℃

  6 極限工作條件 為了使計(jì)量器具不致造成損壞或計(jì)量特性永久性降低而規(guī)定的極端條件。 如:極限溫度范圍-10℃~+70℃

  7 標(biāo)稱值 標(biāo)注在器具上用以標(biāo)明其特性或指導(dǎo)使用的值。 如:標(biāo)注在電阻上的電阻值,砝碼值,傳感器標(biāo)簽上的輸出值。

  8 額定輸入值 為了使計(jì)量器具規(guī)定的計(jì)量特性處于給定的極限之內(nèi) 而規(guī)定的計(jì)量器具的輸入值或輸入范圍。

 

  四 測量誤差

 

  1 絕對誤差 測量結(jié)果與被測量的真值(預(yù)期值、理想值)之差。

  2 相對誤差 測量的絕對誤差與被測量的真值之比。

  3 誤差的絕對值 不考慮正負(fù)號的誤差值。

 

  五 計(jì)量器具的誤差

 

  1 基本誤差(固有誤差) 計(jì)量器具在標(biāo)準(zhǔn)條件下所具有的誤差?!∪纾壕€性誤差、紋波、響應(yīng)時(shí)間、回程誤差等。

  2 附加誤差(影響量誤差) 計(jì)量器具在非標(biāo)準(zhǔn)條件下所具有的誤差?!∪纾簻囟扔绊憽穸扔绊?、輔助電源影響、被測量頻率影響、被測量電壓影響、 被測量功率因數(shù)影響等原因產(chǎn)生的誤差?!?/p>

  3 引用誤差 計(jì)量器具的絕對誤差與其量程之比。

  4 線性誤差 標(biāo)準(zhǔn)曲線與規(guī)定直線之間的最大偏差。

  5 回程誤差 在相同條件下,被測量值不變,計(jì)量器具行程方向不同其示值之差的絕對值。

  6 量化誤差 被測量的實(shí)際階梯特性與理想特性的偏差。

 

  六 值

 

  1 有效值:瞬時(shí)值的平方在一周期內(nèi)的平均值的平方根?;蛟?ldquo;均方根值”。 Vrms = = Vp = 0.707 Vp  2 平均值:瞬時(shí)值在半個(gè)周期內(nèi)的平均值?!avg = = Vp = 0.636 Vp


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