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電壓傳感器的工作原理

2017年12月23日 10:51 電子發(fā)燒友整理 作者: 用戶評(píng)論(0

電壓傳感器是一種將被測(cè)電量參數(shù)轉(zhuǎn)換成直流電流、直流電壓并隔離輸出模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)的裝置。電壓電流傳感器用于測(cè)量電網(wǎng)中波形畸變較嚴(yán)重的電壓或電流信號(hào),也可以測(cè)量方波,三角波等非正弦波形。那么電壓傳感器的工作原理是什么呢?

電壓傳感器的工作原理----基本工作原理

電壓傳感器是一種能感知被測(cè)電壓(型號(hào)不同),一定時(shí)間內(nèi)(材質(zhì),使用方法)將獲得的電壓轉(zhuǎn)換成直流電流、直流電壓并隔離輸出模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的傳感器。主要用于用于測(cè)量電網(wǎng)中波形畸變較嚴(yán)重的電壓或電流信號(hào),也可以測(cè)量方波,三角波等非正弦波形。同傳統(tǒng)的互感器和分流器相比,電壓傳感器精度高,響應(yīng)快,線性好,頻帶寬,過載強(qiáng)和不損失測(cè)量能量等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于電力、電子、逆變裝置、開關(guān)電源、交流變頻調(diào)速等諸多領(lǐng)域。

當(dāng)原邊經(jīng)過電壓傳感器時(shí),原邊電流IP會(huì)產(chǎn)生磁力線,原邊磁力線集中在磁芯周圍,內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電極可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的大小僅幾毫伏的電壓,電子電路可把這個(gè)微小的信號(hào)轉(zhuǎn)變成副邊電流IS,電壓傳感器的輸出信號(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)。

原邊電壓通過外置或內(nèi)置電阻,將電流限制在10mA,此電流經(jīng)過多匝繞組之后,經(jīng)過聚磁材料將原邊電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)被氣隙中的霍爾元件檢測(cè)到,并感應(yīng)出相應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)經(jīng)過電路調(diào)整后反饋給補(bǔ)償線圈進(jìn)而補(bǔ)償,該補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁通與原邊電流(被測(cè)電壓通過限流電阻產(chǎn)生)產(chǎn)生的磁通大小相等,方向相反,從而在磁芯中保持磁通為零。

電壓傳感器的工作原理----霍爾電壓傳感器

霍爾原理:霍爾電壓傳感器是一種利用霍爾效應(yīng),將原邊電壓通過外置或內(nèi)置電阻,將電流限制在10mA,此電流經(jīng)過多匝繞組之后,經(jīng)過聚磁材料將原邊電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)被氣隙中的霍爾元件檢測(cè)到,并感應(yīng)出相應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該電動(dòng)勢(shì)經(jīng)過電路調(diào)整后反饋給補(bǔ)償線圈進(jìn)而補(bǔ)償,該補(bǔ)償線圈產(chǎn)生的磁通與原邊電流(被測(cè)電壓通過限流電阻產(chǎn)生)產(chǎn)生的磁通大小相等,方向相反,從而在磁芯中保持磁通為零。實(shí)際上霍爾電壓傳感器利用的是和磁平衡閉環(huán)霍爾電流傳感器一樣的技術(shù),即零磁通霍爾電流傳感器。

電壓傳感器的工作原理

它是一種特殊的原邊多匝的霍爾閉環(huán)傳感器,使輸出信號(hào)與被測(cè)量電壓成比例關(guān)系,傳感器的原理圖如上圖所示。霍爾電壓傳感器主要包括初級(jí)線圈、磁環(huán)、次級(jí)線圈、放大電路及與初級(jí)線圈串聯(lián)的限流電阻R。拋開限流電阻R,剩余部分相當(dāng)于一個(gè)閉環(huán)霍爾電流傳感器。相對(duì)電磁式電壓互感器而言,具有體積小、重量輕、寬頻帶、交直流兩用等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

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