工業(yè)產(chǎn)品電流電壓測(cè)量解決方案。用于控制、校準(zhǔn)以及過流保護(hù)和監(jiān)控。
電流傳感器,是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)電流的信息,并能將檢測(cè)感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為符合一定標(biāo)準(zhǔn)需要的電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
電流傳感器也稱磁傳感器,可以在家用電器、智能電網(wǎng)、電動(dòng)車、風(fēng)力發(fā)電等等,在我們生活中都用到很多磁傳感器,比如說電腦硬盤、指南針,家用電器等等。
電流傳感器從直流電到幾十千赫茲的交流電,其所依據(jù)的工作原理主要是霍爾效應(yīng),當(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過電流傳感器時(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周圍,內(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,并存
在以下關(guān)系式:
(1)其中,IS—副邊電流;
IP—原邊電流;
NP—原邊線圈匝數(shù);
NS—副邊線圈匝數(shù);
NP/NS—匝數(shù)比,一般取NP=1。
電流傳感器的輸出信號(hào)是副邊電流IS,它與輸入信號(hào)(原邊電流IP)成正比,IS一般很小,只有100~400mA。如果輸出電流經(jīng)過測(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)。
電流傳感器分類
電流傳感器分兩大類:直流、交流電流傳感器。
鐵路傳感器為鐵路行業(yè)提供瞬時(shí)電流電壓檢測(cè),主牽引和輔助變頻的控制和保護(hù)。自動(dòng)化傳感器用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的電量傳感器,提供瞬時(shí)值,RMS,真RMS信號(hào)可以直接輸入PLC,二次儀表或其他儀器。這些傳感器有開口和固定兩種磁芯,有盤式和導(dǎo)軌等不同的安裝方式。通常用于電機(jī)保護(hù)、電源監(jiān)控等領(lǐng)域。
大電流傳感器用于冶鋁、氯堿、有色金屬冶煉等行業(yè)直流大電流的測(cè)量、控制與保護(hù),電流測(cè)量范圍可以測(cè)量500KA。精度高,工作溫度范圍寬廣。
1、標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN和額定輸出電流ISN
IPN指電流傳感器所能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)額定值,用有效值表示(A.r.m.s),IPN的大小與傳感器產(chǎn)品的型號(hào)有關(guān)。
ISN指電流傳感器額定輸出電流,一般為100~400mA,某些型號(hào)可能會(huì)有所不同。
2、傳感器供電電壓VA
VA指電流傳感器的供電電壓,它必須在傳感器所規(guī)定的范圍內(nèi)。超過此范圍,傳感器不能正常工作或可靠性降低,另外,傳感器的供電電壓VA又分為正極供電電壓VA+和負(fù)極供電電壓VA-。
3、測(cè)量范圍Ipmax
測(cè)量范圍指電流傳感器可測(cè)量的最大電流值,測(cè)量范圍一般高于標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN。測(cè)量范圍可用下式計(jì)算:
(2)要注意單相供電的傳感器,其供電電壓VAmin是雙相供電電壓VAmin的2倍,所以其測(cè)量范圍要高于雙相供電的傳感器。
4、過載
電流傳感器的過載能力參見圖2。發(fā)生電流過載時(shí),在測(cè)量范圍之外,原邊電流仍會(huì)增加,而且過載電流的持續(xù)時(shí)間可能很短,而過載值有可能超過傳感器的允許值,過載電流值傳感器一般測(cè)量不出來,但不會(huì)對(duì)傳感器造成損壞。
5、精度
霍爾效應(yīng)傳感器的精度取決于標(biāo)準(zhǔn)額定電流IPN。
(1) 偏移電流ISO
偏移電流也叫殘余電流或剩余電流,它主要是由霍爾元件或電子電路中運(yùn)算放大器工作狀態(tài)不穩(wěn)造成的。電流傳感器在生產(chǎn)時(shí),在25℃,IP=0時(shí)的情況下,偏
移電流已調(diào)至最小,但傳感器在離開生產(chǎn)線時(shí),都會(huì)產(chǎn)生一定大小的偏移電流。產(chǎn)品技術(shù)文檔中提到的精度已考慮了偏移電流增加的影響。
(2) 線性度
線性度決定了傳感器輸出信號(hào)(副邊電流IS)與輸入信號(hào)(原邊電流IP)在測(cè)量范圍內(nèi)成正比的程度。
(3).溫度漂移
偏移電流ISO是在25℃時(shí)計(jì)算出來的,當(dāng)霍爾電極周邊環(huán)境溫度變化時(shí),ISO會(huì)產(chǎn)生變化。因此,考慮偏移電流ISO的最大變化是很重要的。
6、抗干擾性
(1)電磁場(chǎng)
閉環(huán)霍爾效應(yīng)電流傳感器,利用了原邊導(dǎo)線的電磁場(chǎng)原理。因此下列因素直接影響傳感器是否受外部電磁場(chǎng)干擾。
傳感器附近的外部電流大小及電流頻率是否變化;
外部導(dǎo)線與傳感器的距離、外部導(dǎo)線的形狀、位置和傳感器內(nèi)霍爾電極的位置;
安裝傳感器所使用的材料有無磁性;
所使用的電流傳感器是否屏蔽;
為了盡量減小外部電磁場(chǎng)的干擾,最好按安裝指南安裝傳感器。
(2)電磁兼容性
電磁兼容性EMC,(Electro -Magnetic Compatibility
)是研究電氣及電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài),即要求在同一電磁環(huán)境中的上述各種設(shè)備都能正常工作而又互不干擾,達(dá)到“兼容”狀態(tài)
的一門學(xué)科??臻g電磁環(huán)境的惡化越來越容易使電子元器件之間因互不兼容而引發(fā)系統(tǒng)的誤動(dòng)作,因此電工、電子設(shè)備電磁兼容性檢測(cè)極有必要。由于實(shí)際生產(chǎn)、科
研及市場(chǎng)推廣的迫切需要,采用已通過電磁兼容性檢測(cè)的電流和電壓傳感器已形成共識(shí),并已成為一個(gè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。ABB公司的所有電流傳感器自1996年1月
1日起,均已通過了EMC檢測(cè)。