技术专题 - 英国Prosys

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  • 06

    2024-09

    高精度电流传感器接线方式

        当电流传感器的输出信号为电流信号时,通常需要在采样期间将其转换为电压信号。此时,必须在传感器的输出端子和OV之间连接一个测量电阻。电流传感器的测量电阻的选择受到传感器的电源电压大小和被测信号大小的限制,因此不能随意选择。

        电流传感器的直流电源必须稳定,波动范围在+/-5%之内。太低或太高都会影响传感器的正常运行。如果电压过高,可能会损坏传感器。电流传感器处于工作状态。这时,次级输出端子将具有较小的信号输出。只要在规格允许的范围内,这是正常的。

        电流传感器测量的电阻值将影响传感器可以测量的主要信号的范围。电阻值越小,测量信号越大,测量范围越大;电阻值越大,测量信号越小,最大测量范围越大。

        通常,电流传感器的规格中会有接线图,其中清楚地显示了相应输出点的序列号,通常包括电源Vc+的正极,电源Vc-的负极,输出信号端子M和OV。接线必须符合序列号的定义。否则会损坏电流传感器。

        将电流传感器的输出端子连接到后续电路时,请确保等效电阻值大于允许的负载电阻。否则,传感器的输出值将减小。

  • 08

    2024-09

    电流传感器原理和测量范围(二)

        电流传感器不论是开环还是闭环原理,基本的性能区别不大,基本的优点在于:响应时间快、低温漂、精度高、体积小、频带宽、抗干扰能力强、过载能力强。电流传感器必须根据被测电流的额定有效值适当选用不同的规格的产品。被测电流长时间超额,会损坏末极功放管(指磁补偿式),一般情况下,2倍的过载电流持续时间不得超过1分钟。

        电流传感器的好的精度是在原边额定值条件下得到的,所以当被测电流高于电流传感器的额定值时,应选用相应大的传感器;当被测电压高于电压传感器的额定值时,应重新调整限流电阻。电流直流系统中使用时,因某种原因造成工作电源开路或故障,则铁心产生较大剩磁,是值得注意的。

        在进口设备的再改造中,以及老旧设备的技术改造中,显示出非接触测量的优越性;原有设备的电气接线不用丝毫改动就可以测得电流的数值。电流互感器,虽然工作电流电压等级多,在规定的正弦工作频率下有较高的精度,但它能适合的频带非常窄,且不能传递直流。

        电流传感器测量范围广:它可以测量任意波形的电流和电压,如直流、交流、脉冲、三角波形等,甚至对瞬态峰值电流、电压信号也能忠实地进行反映;电流传感器测量精度高:其测量精度优于1%,该精度适合于对任何波形的测量。普通互感器是感性元件,接入后影响被测信号波形,其一般精度为3%~5%,且只适合于50Hz正弦波形。

  • 12

    2024-08

    电流传感器作用和功能

        电流传感器是用来测量、保护、监控用电设备的重要器件,广泛应用于电力系统中,电流互感器的可靠性与整个系统的安全运行非常紧密。电流传感器是一种常见的交流测量方式。准确度高、工艺成熟、制造方便,能满足一般测量要求。电流传感器结构简单,使用方便,在低频小电流测量中,具有非常高的精度和快的响应时间,在大电流测量中,会有很大的误差。

        电流传感器电流检测手段,单从理论上描述,情形与前面的“各向异性磁电阻”非常近似,但其具体结构形式相差很大。巨磁阻元件对微弱磁场的敏感性更高,可以精确的测量直流和交流电流,具有尺寸小、宽响应频率、无残余磁场等优点,但是工艺相对复杂,成本也较高。主要用于高精度小电流的测量。

        电流传感器体积小、质量轻、测量带宽、准确度高、无饱和现象、抗电磁能力强等优点,广泛应用于电力系统中电流的测量。电流传感器性能要优于开环霍尔电流传感器,可以测量任意波形的电流、主副线圈间绝对电气隔离、电气测量范围宽、响应时间短,在交直流测量中均可应用。电流传感器可以直接测量霍尔电压。直流式电流传感器的优点是电路简单、成本较低、能量效率高、检测范围广及电耗低等。

  • 10

    2024-09

    电流传感器原理和测量范围

        电流传感器具有自动保护功能和更高级的智能控制,具有传感检测、传感采样、传感保护的电源技术渐成趋势,检测电流或电压的传感器应运而生并在我国逐渐受到广大电源设计者的青睐。电流传感器可以在家用电器、智能电网、电动车、风力发电等等,在我们生活中都用到很多磁传感器,比如说电脑硬盘、指南针,家用电器等等。

        电流传感器与电磁式电流传感器相比较,电子式电流互感器没有铁磁饱和,传输频带宽,二次负荷容量小、尺寸小、重量轻、是今后电流传感器的发展方向。

        开环电流传感器的原理:原边电流IP产生的磁通被高品质磁芯聚集在磁路中,霍尔元件固定在很小的气隙中,对磁通进行线性检测;

        霍尔电流传感器可以测量各种类型的电流,从直流电到几十千赫兹的交流电,其所依据的工作原理主要是霍尔效应电流传感器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。测量范围可用下式计算: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。

        电流传感器发生电流过载时,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。

  • 06

    2024-09

    电流互感器常见分类

        根据不同的测量原理,电流传感器可以分为:分流器,电磁电流互感器,电子电流互感器等。电流互感器包括霍尔电流传感器,Rogowski电流传感器以及专用于变频功率测量的AnyWay变频功率传感器(可以是电流传感器方法,直至测试方法,与传统的通用集成电路(在超大规模集成电路(VLSI)工艺技术的结合)中有质的区别,计算机辅助设计(CAD)和自动测试技术(ATE)。结果丰硕,电流传感器应用于变送器,变送器是专用于变送器的厚膜电路。

       电流传感器的原理:由初级电流IP产生的磁通量通过高质量的磁芯集中在磁路中,霍尔元件固定在很小的气隙中,并且线性检测磁通量。通过特殊电路处理电压后,次级侧输出跟随与初级侧波形一致的输出电压。该电压可以准确反映一次侧电流的变化。电流传感器可以测试的标准额定值由有效值(A.r.m.s)表示,而IPN的大小与传感器产品的型号有关。当电流传感器过载时,初级电流仍会在测量范围之外增加,并且过载电流的持续时间可能非常短,并且过载值可能会超过传感器的允许值。通常无法测量过载电流值传感器。但这不会损坏传感器。

  • 07

    2024-09

    电流传感器的特点、优点、定义

        电流传感器特点:相当于一个非常大的电压源串联它的内阳时,电流就总是等于信号源的"短路由流",个非常大的内阻。

        电流传感器主要优点:传输线上的电阻和接线处的接触电阻只要不太大,只要和负载电阻之和仍然远远小于信号源内阻,就可以认为不影响收到的电流大小,仍然等于信号源的"短路电流"。

        电流传感器误差标准:只要负载和传输线上的总压降不超过某个界限,就保证电流值的误差不超过某个界限。

        电流传感器应用条件:接收电流型信号的设备,尽量控制低输入阻抗。以解决上述的精度问题和起到还有抗干扰的作用。

        数字型电流传感器定义:数字型电流传感器是指将传统的模拟式传感器经过加装或改造A/D转换模块出信号为数字量(或数字编码)的传感器。

        数字型电流传感器主要具备以下三个优点:

        1解决模拟式传感器信号差的问题:

        2.解决射频干扰问题:

        3.数字式传感器精度、可靠性和稳定性更高,减少模拟式传感器经常引起的误差。

        重要的是:使用极其简便,非常适合大学生或者研究生做课程设计时候使用,又或是科研人员做简单功能验证的时候使用。

  • 09

    2024-09

    电流互感器的作用和原理分析

        电流互感器类似于一个初级匝数很少,次级匝数较多的变压器。理想情况下初次级电流之比与匝数比成反比,电流变换比例以初次级额定电流标注。使用电流互感器一定注意不能将次级开路,否则将会产生高压危及人身和设备安全。

        电流互感器基于电磁感应原理的电流钳与互感器一样,铁芯被分成两部分,闭合时两部分铁芯需要紧密结合,有些电流钳次级连接了电阻输出为电压信号,没有内部电阻的输出为电流信号。

        电流互感器铁芯工作在零磁通下,因此精度比开环的高。但是电流钳存在活动铁芯闭合程度不理想问题,几乎没有等于优于0.1%的,能够做到1%已经是很高的指标。霍尔元件需要提供工作电压,因此这两种电流钳都要供电,闭环霍尔需要驱动补偿线圈耗电更大。电流互感器输出为电流信号时,接入到电流互感器的电流直接输入端口,根据所用传感器/互感器正确设置PA的“CT”比例系数。

        电流互感器是把大电流转换为同频同相的小电流以便于测量或实现隔离,根据不同的变换原理,一般有基于电磁感应原理、霍尔效应、磁通门这几种技术的电流传感器/互感器。

  • 07

    2024-09

    开环电流传感器和闭环电流传感器有什么区别

        环形电流传感器不仅需要铁磁芯,还需要一个线圈和一个额外的大功率放大器来驱动线圈。尽管闭环电流传感器比开环架构更复杂,但是由于系统仅在零磁场的工作点上工作,因此消除了与霍尔传感器IC相关的灵敏度误差。如果设计合理,则闭环和开环霍尔效应电流传感器通常具有相同的零安培输出电压性能,因此两者的零安培检测精度非常相似。

        与开环电流传感器解决方案相比,闭环电流传感器传感器尺寸更大并且需要更多的PCB空间。由于在驱动补偿线圈时闭环传感器需要一定的电流,因此功耗很高。另外,闭环电流传感器需要附加的线圈和驱动电路,并且比开环传感器昂贵。

        开环电流传感器和闭环电流传感器的选择需要考虑准确性和响应时间。如果应用需要高精度,通常会选择一个闭环电流传感器,该传感器可以消除上述系统灵敏度的非线性误差。在某些应用中,需要快速响应以保护诸如IGBT和MOSFET之类的半导体器件,以便可以更好地控制应用中的电流。如果开环传感器具有足够的精度和响应速度,则由于其固有的尺寸和功耗优势,它们也是理想的选择。Prosys开发了这种新的开环解决方案,它比闭环解决方案更小,具有更高的精度和响应速度,并且更经济。

  • 14

    2024-08

    直流电流传感器输出选型

        直流电流传感器仅需外部连接正负直流电源,被测电流汇流条就可以通过传感器完成对主电路和控制电路的隔离检测,从而简化了电路设计。直流电流传感器的输出信号是次级电流,它与输入信号(初级电流)成正比,通常很小,只有几十到几百毫安。如果输出电流通过测量电阻Rm,则可以获得与初级电流成比例的几伏电压信号。A/D转换后,可以轻松地与计算机和各种仪器连接。

        直流电流传感器具有出色的电气性能,是一种先进的电气测量元件,可以隔离主电路回路和电子控制电路。直流电流传感器结合了变压器和分流器的所有优点,同时克服了变压器和分流器的缺点。直流电流传感器具有精度高,线性度好,响应速度快的优点,但是这种方法容易受到干扰,不适合在复杂的工作和电气环境中使用,并且部件也容易损坏。

        GMC直流电流传感器具有一个次级补偿绕组,该次级补偿绕组是次级补偿绕组,可大大提高电流传感器的性能。如果次级侧电流太小,则产生的磁场不足以抵消初级侧磁场,放大器电路将输出更大的电流。相反,放大器电路的输出电流将减小,以保持气隙处的磁场平衡。如果初级侧电流发生变化,气隙处的磁场平衡将被破坏,负反馈闭环控制电路还将调节次级侧输出电路以再次使磁场平衡。直流电流传感器是根据霍尔效应制成的磁场传感器。它是一种间接测量,可以测量数十千赫兹的各种电流,从直流到交流。


  • 03

    2024-09

    电流传感器原理和应用

        电流传感器将具有相同频率和相位的大电流转换为小电流,以便于测量或隔离。根据不同的变换原理,通常存在基于电磁感应原理,霍尔效应和磁通门技术的电流传感器

        电流传感器基于电磁感应原理的电流钳与变压器相同。铁芯分为两部分。闭合时,铁芯的两个部分需要紧密结合。一些电流钳连接到电阻的次级侧并输出电压信号,而没有内部电阻的输出是电流信号。受两个铁芯闭合程度的影响,电流钳的精度通常比变压器的精度差。同样,基于电磁感应的电流钳只能测量交流电。

        电流传感器类似于具有很少的初级匝数和许多次级匝数的变压器。理想情况下,初级电流与次级电流之比与匝数比成反比,并且电流转换比由初级和次级额定电流标记。从变压器原理可以知道它不能测量直流电流。通常设计用于功率频率测量。它的精度是工频下的一个参数,其带宽很窄。它不适用于谐波分析和非正弦测量。电流钳中的铁芯分为两部分,以避免断开被测电路,这非常便于测量并且被广泛使用。基于电磁感应原理和霍尔效应有两种类型。

        电流传感器基于霍尔效应的电流钳处理铁芯中的气隙,以放置霍尔元件。开环和闭环霍尔型电流钳均可测量直流和交流。开环霍尔受铁芯非线性和霍尔元件温度特性的影响,其精度和线性较差,但成本较低。闭环霍尔对霍尔元件线性度的依赖性较小,铁芯在零磁通量下工作,因此其精度要高于开环。