如何選用正確的傳感器來保障測試效果最佳?
發布時間:2018-01-26 來源:ZLG致遠電子 責任編輯:lina
【導讀】通常的電流傳感器、互感器是把大電流轉換為同頻同相的小電流以便於測量或實現隔離。根據不同的變換原理,一般有基於電磁感應原理、霍爾效應、磁通門這幾種技術的電流傳感器/互感器。本文將介紹在現場該如何選用正確的傳感器來保障測試效果最佳。
由於傳感器的測量”死區”問(wen)題(ti),大(da)量(liang)程(cheng)傳(chuan)感(gan)器(qi)無(wu)法(fa)測(ce)試(shi)小(xiao)電(dian)流(liu),所(suo)以(yi)測(ce)試(shi)現(xian)場(chang)往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)選(xuan)擇(ze)多(duo)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)匹(pi)配(pei)不(bu)同(tong)測(ce)試(shi)場(chang)合(he)。那(na)到(dao)底(di)該(gai)如(ru)何(he)選(xuan)擇(ze)呢(ne)?我(wo)們(men)一(yi)一(yi)介(jie)紹(shao)。
一、電流互感器
dianliuhuganqileisiyuyigechujizashuhenshao,cijizashujiaoduodebianyaqi。lixiangqingkuangxiachucijidianliuzhibiyuzashubichengfanbi,dianliubianhuanbiliyichucijiedingdianliubiaozhu,liru“300A/5A”,表示被測電流為額定值300A時輸出電流為5A。由於初次級線圈均存在漏感和電阻,以及勵磁電流、鐵芯磁化曲線非線性,會導致互感器產生比值誤差和相位誤差。用於計量計費的互感器準確度一般為0.1~1級(ji)。由(you)互(hu)感(gan)器(qi)原(yuan)理(li)可(ke)知(zhi),它(ta)是(shi)不(bu)能(neng)測(ce)量(liang)直(zhi)流(liu)電(dian)流(liu)的(de),通(tong)常(chang)設(she)計(ji)為(wei)工(gong)頻(pin)測(ce)量(liang),準(zhun)確(que)度(du)為(wei)工(gong)頻(pin)下(xia)的(de)參(can)數(shu),帶(dai)寬(kuan)較(jiao)窄(zhai),不(bu)適(shi)合(he)用(yong)於(yu)諧(xie)波(bo)分(fen)析(xi)和(he)非(fei)正(zheng)弦(xian)測(ce)量(liang),如(ru)果(guo)測(ce)量(liang)的(de)信(xin)號(hao)含(han)有(you)大(da)量(liang)諧(xie)波(bo),那(na)麼(me)結(jie)果(guo)就(jiu)很(hen)嚴(yan)重(zhong)偏(pian)小(xiao)。使(shi)用(yong)電(dian)流(liu)互(hu)感(gan)器(qi)一(yi)定(ding)注(zhu)意(yi)不(bu)能(neng)將(jiang)次(ci)級(ji)開(kai)路(lu),否(fou)則(ze)將(jiang)會(hui)產(chan)生(sheng)高(gao)壓(ya)危(wei)及(ji)人(ren)身(shen)和(he)設(she)備(bei)安(an)全(quan)。

二、電流鉗
電流鉗可以說是應用的最多的傳感器了,它們小巧、靈活、幾乎可以適應所有測試場合。從原理上看,主要分為電磁感應原理和霍爾效應兩種類型。
jiyudianciganyingyuanlidedianliuqianyuhuganqiyiyang,tiexinbeifenchengliangbufen,biheshiliangbufentiexinxuyaojinmijiehe,youxiedianliuqiancijilianjieledianzushuchuweidianyaxinhao,meiyouneibudianzudeshuchuweidianliuxinhao,zheyeshiweishenmeyouxiechangjiatongyigexinghaodedianliuqianyoudianliuhedianyashuchuliangzhongleixing,zuidianxingdejiushifaguoCA的C117和C116。受到兩部分鐵芯閉合程度的影響,電流鉗精度通常比互感器差一些。同樣地基於電磁感應的電流鉗也隻能測量交流。
jiyuhuoerxiaoyingdedianliuqianshizaitiexinzhongjiagongleyigeqixifangzhihuoeryuanjian,liyonghuoeryuanjianceliangqixizhongdeciganyingqiangdu,genjukongzhifangshibutong,youkaihuanhebihuanliangzhongleixing。kaihuanhuoerxingshiyongxianxingdujiaohaodehuoeryuanjian,huoeryuanjianshuchudianyazhengbiyubeicedianliu。bihuanhuoerxingshiyonglingcitongjishu,tiexinshangyoubuchangxianquan。dangchujiyoubeicedianliuzaitiexinzhongchanshengcitongshi,huoeryuanjianjiancetiexinzhongdeciganyingqiangdu,tongguofufankuijiangciwuchadianyazhuanhuanweidianliuqudongbuchangxianquan,dixiaotiexinzhongdecitong,zuizhongbeicedianliuyubuchangxianquanchanshengdecitongliangdaxiaoyizhifangxiangxiangfan,tongguoceliangbuchangxianquandedianliujikeanzhaozashubihuansuanchubeicedianliu。
開(kai)環(huan)和(he)閉(bi)環(huan)霍(huo)爾(er)型(xing)電(dian)流(liu)鉗(qian)都(dou)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)直(zhi)流(liu)和(he)交(jiao)流(liu),開(kai)環(huan)霍(huo)爾(er)受(shou)鐵(tie)芯(xin)非(fei)線(xian)性(xing)和(he)霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)溫(wen)度(du)特(te)性(xing)等(deng)影(ying)響(xiang),精(jing)度(du)和(he)線(xian)性(xing)度(du)都(dou)較(jiao)差(cha),但(dan)成(cheng)本(ben)低(di)。閉(bi)環(huan)霍(huo)爾(er)對(dui)霍(huo)爾(er)元(yuan)件(jian)的(de)線(xian)性(xing)度(du)依(yi)賴(lai)較(jiao)小(xiao),鐵(tie)芯(xin)工(gong)作(zuo)在(zai)零(ling)磁(ci)通(tong)下(xia),因(yin)此(ci)精(jing)度(du)比(bi)開(kai)環(huan)的(de)高(gao)。但(dan)是(shi)電(dian)流(liu)鉗(qian)存(cun)在(zai)活(huo)動(dong)鐵(tie)芯(xin)閉(bi)合(he)程(cheng)度(du)不(bu)理(li)想(xiang)問(wen)題(ti),幾(ji)乎(hu)沒(mei)有(you)等(deng)於(yu)優(you)於(yu)0.1%的,能夠做到1%已經是很高的指標。霍爾元件需要提供工作電壓,因此這兩種電流鉗都要供電,閉環霍爾需要驅動補償線圈耗電更大。

三、閉口式電流傳感器
通(tong)常(chang)與(yu)霍(huo)爾(er)型(xing)電(dian)流(liu)鉗(qian)一(yi)樣(yang),也(ye)有(you)開(kai)環(huan)和(he)閉(bi)環(huan)霍(huo)爾(er)兩(liang)種(zhong)類(lei)型(xing),輸(shu)出(chu)為(wei)電(dian)流(liu)或(huo)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)。由(you)於(yu)閉(bi)口(kou)形(xing)式(shi),比(bi)相(xiang)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)電(dian)流(liu)鉗(qian)精(jing)度(du)高(gao),我(wo)們(men)最(zui)常(chang)見(jian)的(de)大(da)部(bu)分(fen)LEM LF係列傳感器就是這種原理。

另外有利用磁通門技術的電流傳感器,精度優於0.05%,甚至達到12ppm,但dan是shi這zhe種zhong類lei型xing傳chuan感gan器qi非fei常chang昂ang貴gui並bing且qie很hen脆cui弱ruo。在zai使shi用yong中zhong一yi旦dan未wei給gei傳chuan感gan器qi供gong電dian情qing況kuang下xia,通tong有you被bei測ce電dian流liu,會hui造zao成cheng傳chuan感gan器qi損sun壞huai。此ci類lei傳chuan感gan器qi最zui常chang見jian的de就jiu是shiLEM IT係列的傳感器。

四、精密電阻
jingmidianzukeyishuoshijingchangbeihulvede,yexudajiabuzhidaozaishenmechangheyongta。tadebenzhiqishijiushiyigedianzu,keyijiangcaidaodedianliuxinhaozhuanweidianyaxinhao。nashenmeshihouyongne?yongyigelizilaishuomingxia。
當使用功率計PA333H和LEM LF 205-S傳感器進行測試,該傳感器的變比為1:2000,功率計PA333H能準確測試的最小電流為10mA,換算回來,通過傳感器我們最小能測的電流大小為20A!這種組合顯然是不合理的,但是依然有很多場合需要用到。如果此時我需要測試20A以下的電流該怎麼辦呢?除了換變比更小的傳感器和換成功率分析儀以外(可以測到更小的電流),還可以使用緊密電阻。如致遠電子的PATV-33,它的阻值約為3.3歐,加上它之後,這個組合的變比就成了1.65mV/A,最小可以測量到0.3A左右。大大提升了傳感器測量小電流的能力。

五、總結
測試儀器結合霍爾傳感器的測試方案已經應用在了工業生產、汽車、新xin能neng源yuan等deng各ge大da領ling域yu,整zheng體ti的de測ce量liang精jing度du也ye不bu僅jin由you測ce試shi儀yi器qi決jue定ding,傳chuan感gan器qi也ye發fa揮hui著zhe不bu可ke或huo缺que的de作zuo用yong。在zai測ce試shi過guo程cheng中zhong,選xuan用yong合he適shi的de傳chuan感gan器qi和he使shi用yong正zheng確que的de測ce量liang方fang法fa是shi非fei常chang有you必bi要yao的de,會hui直zhi接jie影ying響xiang整zheng體ti測ce試shi效xiao果guo。
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