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电流传感器输出电压:电压电流传感器原理

发布日期:2022-10-09 点击率:35


电流传感器输出电压:电压电流传感器原理  第1张

电流传感器输出电压:电压电流传感器原理

根据不同的电流测量原理,电流传感器一般有电阻分流器检测、霍尔效应、磁通门、电磁感应、罗氏线圈(电磁感应原理及安培环路定律)这五种技术。根据测量原理的不同,电流传感器主要有分流器、霍尔电流传感器、电流互感器、磁通门电流传感器、罗氏线圈、巨磁阻电流传感器、光纤电流传感器这几种类型。
电压传感器原理:?
1.?磁平衡式霍尔电压传感器?
原边电流VP通过原边电阻转换为原边电流IP,IP产生的磁通量与霍尔电压经过放大产生的副边电流IS通过副边线圈的磁通量相平衡。副边电流IS精确地反映原边电压。

2.?磁调制式电压传感器?
本系列传感器未使用霍尔元件。它采用两组相同的磁路和副边线圈,其工作原理为由内部方波振荡电路产生的补偿电流对安匝数补偿,以达到磁场平衡。

3.?高阻隔离式电压传感器?
该系列电压传感器所测量的原边电压经原边电阻值电阻分压,其产生的低压信号到副边放大电路后输出测量电压信号Vs。?

4.?隔离放大器式电压传感器?
该系列电压传感器所测量的原边电压经过原边高阻值电阻分压,其产生的低压信号采用高精度的光电隔离元件传送到副边放大电路后输出测量电压信号;亦可经电压/电流转换电路输出测量电流信号IS。?

电流传感器原理
一、分流器
分流器是根据直流电流通过电阻时电阻两端产生电压的原理制作而成,分流器实际就是一个阻值很小的电阻,当有直流电流通过时,产生压降,供直流电流表显示,直流电流表实际为电压表,一般这个电压表量程为75mV、150mV、300mV,用电压表来测量这个电压,再将这个电压换算成电流,就完成了大电流的测量。

分流器原理图
在低频率小幅值电流测量中,表现出高的精度和较快的响应速度。在工业领域中,在不涉及到测量回路与被测电流之间电隔离的场合,分流器是将电流信号转变成电压信号的首选的低成本方案。
二、电流互感器
电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流,用来进行保护、测量等用途。

穿心式电流互感器原理图
电流互感器技术成熟,在工频测量方面有非常高的精度,由于其原理限制,不能测量直流。
三、霍尔电流传感器
霍尔电流传感器包括开环式和闭环式两种,开环的霍尔电流传感器采用的是霍尔直放式原理,闭环的霍尔电流传感器采用的是磁平衡原理。高精度的霍尔电流传感器大多属于闭环式。

开环霍尔电流传感器原理图

磁平衡式霍尔电流传感器原理图
四、磁通门电流传感器
磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下,其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的。这种物理现象对被测环境磁场来说好像是一道“门”,通过这道“门”,相应的磁通量即被调制,并产生感应电动势。利用这种现象来测量电流所产生的磁场,从而间接的达到测量电流的目的。

磁通门电流传感器原理图
磁通门传感器具有分辨力高、测量弱磁场范围宽、可靠、能够直接测量磁场的分量和适于在速运动系统中使用等特点。
五、罗氏线圈
罗氏线圈是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。输出信号是电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号进行积分的电路,就可以真实还原输入电流。该线圈具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和的特点,适用交流尤其是高频大电流测量。

罗氏线圈测量原理图
罗氏线圈是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。输出信号是电流对时间的微分。通过一个对输出的电压信号进行积分的电路,就可以真实还原输入电流。该线圈具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和的特点,适用交流尤其是高频大电流测量。
六、巨磁阻电流传感器
物质的电阻率在磁场中会产生轻微变化。这种现象叫磁阻效应(AMR)。某些条件下物质电阻率会随磁场产生较大变化称作巨磁阻效应(GMR)。GMR可以比AMR大一个数量级的灵敏度。巨磁阻效应是一种量子力学和凝聚态物理学现象,是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象。基于这个效应的传感器就是巨磁阻传感器

巨磁阻电流传感器原理图
七、光纤电流传感器
光纤电流传感器是以法拉第磁光效应为基础、以光纤为介质的新型电流传感器。激光束通过光纤,并经起偏器产生偏振光,经自聚焦透镜人射到磁光晶体:在电流产生的外磁场作用下,偏振面旋转θF角度;经过检偏器、光纤,进人信号检测系统,通过对θF的测量得到电流值。

光纤电流传感器原理图
光纤电流传感器主要应用于电力系统中电流的测量;除此之外与电机制造厂、测量仪器仪表厂结合,还可研制开发线路事故点的标定装置及事故区间的判定装置等一系列电力系统的测量、诊断装置。

电流传感器输出电压:电流传感器的主要特性及技术指标

  电流传感器能感受到被测电流的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存信瑞达电流传感器储、显示、记录和控制等要求。电流传感器主要特性参数:  1、标准额定值IPN和额定输出电流ISN      IPN指电流传感器所能测试的标准额定值,用有效值表示(A.r.m.s),IPN的大小与传感器产品的型号有关。     ISN指电流传感器额定输出电流,一般为100~400mA,某些型号可能会有所不同。     2、传感器供电电压VA      VA指电流传感器的供电电压,它必须在传感器所规定的范围内。超过此范围,传感器不能正常工作或可靠性降低,另外,传感器的供电电压VA又分为正极供电电压VA+和负极供电电压VA-。     3、测量范围Ipmax      测量范围指电流传感器可测量的*大电流值,测量范围一般高于标准额定值IPN。  要注意单相供电的传感器,其供电电压VAmin是双相供电电压VAmin的2倍,所以其测量范围要高于双相供电的传感器。      4、过载      电流传感器的过载能力。发生电流过载时,在测量范围之外,原边电流仍会增加,而且过载电流的持续时间可能很短,而过载值有可能超过传感器的允许值,过载电流值传感器一般测量不出来,但不会对传感器造成损坏。   5、精度      电流传感器的精度取决于标准额定电流IPN。在+25℃时,传感器测量精度受原边电流影响。
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电流传感器输出电压:直流电机的控制方式和控制信号类型有哪些

引言:我们如何测量电流?由于电流总是会产生磁场,因此霍尔效应和其他传感器可以让我们测量这个磁场,从而测量电流。也可以在电路本身内连接一个分流电阻器并直接测量电流,就像在经典的电流表和分流器中一样。文章将主要介绍电流传感器测量的相关知识。
为了进行电流传感器测量,必须断开电路,并将电流表与电路串联。为了尽可能少地影响电流,电流表必须具有非常低的阻抗。由于有许多可用于 DAQ 仪器的电流传感器,因此可以通过多种方式测量电流。
电流测量通常分为两大类。一种是“直接”,即必须断开导体并将传感器与电路串联连接。第二种类型的传感器允许在不打开电路的情况下测量流过导体的电流,这意味着我们可以通过传感器与导体的电流隔离来测量电流。
带导体中断的电流传感器测量
电流传感器的“直接”测量方法无需任何额外的逻辑电路即可工作。这种传感器测量中较常用的方法是使用分流电阻器,然后将其与被测电路串联。
电流传感器测量
分流电阻器是由制造商精确预定的电阻非常低的电阻器。分流电阻器的工作原理是它与电路串联连接,当电流流过它时,测量电阻器上的电压降。根据欧姆定律,电压与流动的电流成正比,因为我们知道分流器的确切电阻。选择具有高精度的分流器至关重要,因为它实际上将定义测量本身的精度。
使用此方法,可以测量 AC 或 DC,但应考虑一些事项。首先,不应超过分流器的声明电流,因为这可能会烧毁电阻器。其次,如果最大声明电流长时间流过分流器,分流器会升温并最终过热。分流电阻随温度升高而变化,如果分流器过热,电阻会永久变化。因此,分流器通常仅使用其声明的电流水平的 60% 左右。
此外,还有可能会导致电流测量的早期阶段出现一些复杂情况。这方面的一个例子是:当使用分流电阻测量流过普通白炽灯泡的电流时,放大器的电压差将非常小。尽管测得的“电压点”仍然高于地面,但它们可以达到与电网电压一样高的水平。如果将电网电压连接到 10 V 量程放大器,则测量仪器将被毁坏,唯一需要“测量”的将是产生的火花。为确保不会发生这种情况,建议使用隔离的测量仪器。
无导体中断的电流测量
有时无法中断导体以连接我们希望测量的电流的适配器。流动电流也可以用电流传感器测量。这是可能的,因为流动的电流会在导体周围产生磁场,并且电流传感器以多种不同的方式测量导体周围的磁场强度,电流传感器也是电流隔离的。
传感器的快速概览以及它们如何通过磁场测量电流。这些类型的传感器与导体隔离,这意味着更容易、更快和更安全的测量。这种类型的测量对测量仪器来说都更安全,因为电流隔离消除了使用分流电阻器测量高压电流时出现高共模电压的可能性。
我们必须牢记,与测量的电流相比,这些类型的传感器对输出电压有相移。相移的程度取决于电流传感器的类型和测量的频率。使用高精度电流传感器,相移几乎为零;使用更便宜的传感器,相移在基频上可能超过 10°,在更高频率下甚至更多。相移本身可能有问题,但如果我们在设置测量配置时考虑到这一点,这根本不会造成任何问题。
文章主要介绍了电流传感器测量的相关知识,浏览文章能了解到为了进行电流传感器测量,必须断开电路,并将电流表与电路串联。为了尽可能少地影响电流,电流表必须具有非常低的阻抗。由于有许多可用于 DAQ 仪器的电流传感器,因此可以通过多种方式测量电流。
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电流传感器输出电压:霍尔电流传感器测电压与输出问题

  霍尔电流传感器测电压与输出问题,大家知道吗?下面就一起来看看吧!
霍尔电流传感器测电压与输出问题
测电压
为了测量mA级的小电流,根据Φ1=I1N1,增加N1的匝数,同样可以获得高磁通Φ1.采用这种方法制成的小电流传感器不但可以测mA级电流,而且可以测电压。
与电流传感器所不同的是在测量电压时,电压传感器的原边多匝绕组通过串联一个限流电阻R1,然后并联连接在被测电压U1上,得到与被测电压U1成比例的电流I1.副边原理同电流传感器一样。当补偿电流I2流过测量电阻RM时,在RM两端转换成电压作为传感器的测量电压U0,即 U0=I2RM
输出
直接检测式(无放大)电流传感器为高阻抗输出电压,在应用中,负载阻抗要大于10KΩ,通常都是将其±50mV或±100mV悬浮输出电压用差动输入比例放大器放大到±4V或±5V. (a) 图可满足一般精度要求;(b)图性能较好,适用于精度要求高的场合。
直检放大式电流传感器为高阻抗输出电压。在应用中,负载阻抗要大于2KΩ。
磁补偿式电流、电压磁补偿式电流、电压传感器均为电流输出型。从图1-3看出"M"端对电源"O"
端为电流I2的通路。因此,传感器从"M"端输出的信号为电流信号。电流信号可以在一定范围远传,并能保证精度,使用中,测量电阻RM只需设计在二次仪表输入或终端控制板接口上。
为了保证高精度测量要注意:①测量电阻的精度选择,一般选金属膜电阻,精度≤±0.5%,详见表1-1,②二次仪表或终端控制板电路输入阻抗应大于测量电阻100倍以上。
以上就是关于霍尔电流传感器测电压与输出问题的详细介绍,希望可以帮到大家!
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