1.1 电压传感器的的工作原理

　　ABB公司的电压传感器所依据的工作原理主要是霍尔效应。如图1，当原边导线经过电压传感器时，原边电流IP会产生磁力线①，原边磁力线集中在磁芯②周围，内置在磁芯气隙中的霍尔电极③可产生和原边磁力线①成正比的大小仅几毫伏的电压，电子电路④可把这个微小的信号转变成副边电流IS⑤，副边电流IS乘以副边线圈匝数NS就等于原边电流IP乘以原边线圈匝数NP，即：

　　NP×IP=NS×IS 或者 IS = IP ×NP/NS

　　其中, NP/NS叫匝数比，而且一般有NP=1

　　电压传感器的输出信号是副边电流IS，在任何时候，它总与输入信号（原边电流IP）成正比，IS一般很小。如果输出电流经过测量电阻RM，则可以得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的输出电压信号。

　　比如，对EM010型的电压传感器，其IS一般只有50mA。通过测量副边电流IS后可求出原边电流IP，再通过UP=（RE+RP）IP（参见图）使可求出所欲求的电压。

 
图1 电压传感器的工作原理

　　2.2 电压传感器的特性参数

　　ABB公司电压传感器的特性参数与电流传感器的特性参数基本相同，用户可以查看文献[2]，本文主要将文献[2]中未讲到的特性参数补充如下：

　　(1) 温度特性

　　温度是传感器的基本特性之一，ABB公司的电压传感器所说的温度有工作温度和贮存温度两个。其中工作温度（或使用温度）是指传感器正常工作时的温度，它的大小对电流额定值、可靠性 、最大测量范围、测量精度等都有影响。ABB公司的传感器，其所有特性都是在工作温度范围内给出的，当在工作温度内使用时，所有特性都能保证。而贮存温度则指传感器必须保存在其所规定的温度范围内，超过了这个范围，传感器就不能正常使用。注意每种型号的传感器，工作温度和贮存温度都可能不同，比如，VS型电压传感器的工作温度是-40℃~+85℃之间，而贮存温度为-50℃~+90℃。图2给出的是电压传感器霍尔电压与环境温度的变化关系。

 
 
图2 霍尔电极电压与环境温度的关系曲线

　　(2) 延迟特性

　　ABB公司的电压传感器，其延迟时间低于1us，所以测量值可以快速跟踪原边电压的真实变化情况（见图3）。

 
 
图3 延迟时间曲线

　　(3) 频率特性

　　ABB公司的传感器有很好的频率特性。图4给出了ABB公司某种电压传感器的频率响应曲线。从图中可看出，在-1dB处，精度仍可达到10%。当原边电压在其工作频率范围内变化时，传感器总是在它的最佳工作点工作。事实上，在此频率前后，传感器都能正确响应原边电压的变化。一般额定值较大的传感器比额定值小的传感器相比，传感器的频率响应范围要窄。

 
图4 电压传感器频率响应曲线

　　3 电压传感器的安装接法

　　ABB公司的电压传感器主要有三种型号：分别为VS50B-VS1500B、VS2000B-VS4200B，EM010型，参见图5。

 
图5 ABB公司三种电压传感器的外形结构

　　ABB公司的电压传感器（包括电流传感器）的测量端一般有三个端，其接口通常有“Molex、JST、UL cable” 三种类型，最常见的是Molex型。

　　注意图5中的电压传感器，除测量端外，它有两个电极（HT+、HT-），限于篇幅，电压传感器的实际接线方法我们仅举两例。例如使用VS1000B型电压传感器，对电压差为1000V，电压和也为1000V的电压，其接法可如图6(a)所示，对于电压差为1000V，而电压和则为200V的电压测量，其接法可如图6(b)所示。

 
 
图6 电压传感器的安装接线

　　安装时也要注意温度对传感器的影响，传感器应尽量安装在利于散热的场合；如果环境只能用垂直安装方式，则必须选择产品型号末尾后有“V”字标志的传感器，其它注意事项和各种型号的传感器外型尺寸请电联上海维特锐和ABB公司产品目录。

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