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ABB電壓傳感器

2017-11-8 閱讀(1568)

1.1 電壓傳感器的的工作原理

  ABB公司的電壓傳感器所依據(jù)的工作原理主要是霍爾效應(yīng)。如圖1,當(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過(guò)電壓傳感器時(shí),原邊電流IP會(huì)產(chǎn)生磁力線①,原邊磁力線集中在磁芯②周?chē)?,?nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電極③可產(chǎn)生和原邊磁力線①成正比的大小僅幾毫伏的電壓,電子電路④可把這個(gè)微小的信號(hào)轉(zhuǎn)變成副邊電流IS⑤,副邊電流IS乘以副邊線圈匝數(shù)NS就等于原邊電流IP乘以原邊線圈匝數(shù)NP,即:

  NP×IP=NS×IS 或者 IS = IP ×NP/NS

  其中, NP/NS叫匝數(shù)比,而且一般有NP=1

  電壓傳感器的輸出信號(hào)是副邊電流IS,在任何時(shí)候,它總與輸入信號(hào)(原邊電流IP)成正比,IS一般很小。如果輸出電流經(jīng)過(guò)測(cè)量電阻RM,則可以得到一個(gè)與原邊電流成正比的大小為幾伏的輸出電壓信號(hào)。

  比如,對(duì)EM010型的電壓傳感器,其IS一般只有50mA。通過(guò)測(cè)量副邊電流IS后可求出原邊電流IP,再通過(guò)UP=(RE+RP)IP(參見(jiàn)圖)使可求出所欲求的電壓。


 
圖1 電壓傳感器的工作原理


  2.2 電壓傳感器的特性參數(shù)

  ABB公司電壓傳感器的特性參數(shù)與電流傳感器的特性參數(shù)基本相同,用戶可以查看文獻(xiàn)[2],本文主要將文獻(xiàn)[2]中未講到的特性參數(shù)補(bǔ)充如下:

  (1) 溫度特性

  溫度是傳感器的基本特性之一,ABB公司的電壓傳感器所說(shuō)的溫度有工作溫度和貯存溫度兩個(gè)。其中工作溫度(或使用溫度)是指?jìng)鞲衅髡9ぷ鲿r(shí)的溫度,它的大小對(duì)電流額定值、可靠性 、zui大測(cè)量范圍、測(cè)量精度等都有影響。ABB公司的傳感器,其所有特性都是在工作溫度范圍內(nèi)給出的,當(dāng)在工作溫度內(nèi)使用時(shí),所有特性都能保證。而貯存溫度則指?jìng)鞲衅鞅仨毐4嬖谄渌?guī)定的溫度范圍內(nèi),超過(guò)了這個(gè)范圍,傳感器就不能正常使用。注意每種型號(hào)的傳感器,工作溫度和貯存溫度都可能不同,比如,VS型電壓傳感器的工作溫度是-40℃~+85℃之間,而貯存溫度為-50℃~+90℃。圖2給出的是電壓傳感器霍爾電壓與環(huán)境溫度的變化關(guān)系。

 
 
圖2 霍爾電極電壓與環(huán)境溫度的關(guān)系曲線


  (2) 延遲特性

  ABB公司的電壓傳感器,其延遲時(shí)間低于1us,所以測(cè)量值可以快速跟蹤原邊電壓的真實(shí)變化情況(見(jiàn)圖3)。

 
 
圖3 延遲時(shí)間曲線


  (3) 頻率特性

  ABB公司的傳感器有很好的頻率特性。圖4給出了ABB公司某種電壓傳感器的頻率響應(yīng)曲線。從圖中可看出,在-1dB處,精度仍可達(dá)到10%。當(dāng)原邊電壓在其工作頻率范圍內(nèi)變化時(shí),傳感器總是在它的*工作點(diǎn)工作。事實(shí)上,在此頻率前后,傳感器都能正確響應(yīng)原邊電壓的變化。一般額定值較大的傳感器比額定值小的傳感器相比,傳感器的頻率響應(yīng)范圍要窄。


 
圖4 電壓傳感器頻率響應(yīng)曲線


  3 電壓傳感器的安裝接法

  ABB公司的電壓傳感器主要有三種型號(hào):分別為VS50B-VS1500B、VS2000B-VS4200B,EM010型,參見(jiàn)圖5。


 
圖5 ABB公司三種電壓傳感器的外形結(jié)構(gòu)


  ABB公司的電壓傳感器(包括電流傳感器)的測(cè)量端一般有三個(gè)端,其接口通常有“Molex、JST、UL cable” 三種類(lèi)型,zui常見(jiàn)的是Molex型。

  注意圖5中的電壓傳感器,除測(cè)量端外,它有兩個(gè)電極(HT+、HT-),限于篇幅,電壓傳感器的實(shí)際接線方法我們僅舉兩例。例如使用VS1000B型電壓傳感器,對(duì)電壓差為1000V,電壓和也為1000V的電壓,其接法可如圖6(a)所示,對(duì)于電壓差為1000V,而電壓和則為200V的電壓測(cè)量,其接法可如圖6(b)所示。

 
 
圖6 電壓傳感器的安裝接線


  安裝時(shí)也要注意溫度對(duì)傳感器的影響,傳感器應(yīng)盡量安裝在利于散熱的場(chǎng)合;如果環(huán)境只能用垂直安裝方式,則必須選擇產(chǎn)品型號(hào)末尾后有“V”字標(biāo)志的傳感器,其它注意事項(xiàng)和各種型號(hào)的傳感器外型尺寸請(qǐng)電聯(lián)上海維特銳和ABB公司產(chǎn)品目錄。

 

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