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科普知識
數(shù)據(jù)分類:
電壓傳感器

ABB電壓傳感器

發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:176

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,當原邊導(dǎo)線經(jīng)過電壓傳感器時,原邊電流IP會產(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可把這個微小的信號轉(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是副邊電流IS,在任何時候,它總與輸入信號(原邊電流IP)成正比,IS一般很小。如果輸出電流經(jīng)過測量電阻RM,則可以得到一個與原邊電流成正比的大小為幾伏的輸出電壓信號。

  比如,對EM010型的電壓傳感器,其IS一般只有50mA。通過測量副邊電流IS后可求出原邊電流IP,再通過UP=(RE+RP)IP(參見圖)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[2],本文主要將文獻[2]中未講到的特性參數(shù)補充如下:

  (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的溫度有工作溫度和貯存溫度兩個。其中工作溫度(或使用溫度)是指傳感器正常工作時的溫度,它的大小對電流額定值、可靠性 、最大測量范圍、測量精度等都有影響。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,當在工作溫度內(nèi)使用時,所有特性都能保證。而貯存溫度則指傳感器必須保存在其所規(guī)定的溫度范圍內(nèi),超過了這個范圍,傳感器就不能正常使用。注意每種型號的傳感器,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,其延遲時間低于1us,所以測量值可以快速跟蹤原邊電壓的真實變化情況(見圖3)。

 
 
圖3 延遲時間曲線


  (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,精度仍可達到10%。當原邊電壓在其工作頻率范圍內(nèi)變化時,傳感器總是在它的最佳工作點工作。事實上,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:分別為VS50B-VS1500B、VS2000B-VS4200B,EM010型,參見圖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)的測量端一般有三個端,其接口通常有“Molex、JST、UL cable” 三種類型,最常見的是Molex型。

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

 
 
圖6 電壓傳感器的安裝接線


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

 

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