化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
什么是電壓信號(hào)傳感器？它有什么作用？
閱讀：5668 發(fā)布時(shí)間：2022-11-22電壓信號(hào)傳感器利用電壓變化的規(guī)律來測量電壓。根據(jù)電壓變化的特性，它被用來測量電壓信號(hào)中各部分之間的電流、電壓和波形，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理。電信號(hào)傳感器主要有以下幾種：電壓電流傳感器、電壓轉(zhuǎn)換器、電壓電流互感器、電壓轉(zhuǎn)換器（或稱電壓電阻器）、電壓電流互感器等。對于電流傳感器來說，它還可以用來測量交流電流或直流電壓，即電壓信號(hào)；而對于電壓信號(hào)傳感器來說還可以用來測量交流電壓或直流電壓，即交流電壓信號(hào)。不同類型的電壓信號(hào)傳感器各有優(yōu)缺點(diǎn)，但通常將兩者綜合起來使用有利于降低成本并提高可靠性以滿足特殊應(yīng)用場合如移動(dòng)設(shè)備中等設(shè)計(jì)要求。
一、電流傳感器
電流傳感器通常用來測量從輸入到輸出的直流電流和交流電流，用來測量直流電壓、直流電流和交流電壓。它的原理是通過將電極電位轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的方式，然后將輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成由數(shù)字邏輯控制電路發(fā)出的數(shù)字信號(hào)（數(shù)字電路由計(jì)算機(jī)控制）。為了克服數(shù)字信號(hào)處理電路的固有缺陷（如噪聲),使用集成電路的電感在信號(hào)的產(chǎn)生階段將它們轉(zhuǎn)變成電信號(hào)并通過電容器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳給信號(hào)處理電路，然后信號(hào)處理電路再將信號(hào)傳回計(jì)算機(jī)。其中，電感越小，電感耦合元件越多，噪聲越小。但是不能將電感直接安裝在導(dǎo)線上（如導(dǎo)線上裝有電阻),而是應(yīng)該將電感串聯(lián)在不同的傳感器中。此外，電感串聯(lián)后電路不能承受高頻噪聲，所以電阻必須與電路一起選擇和封裝，而且電感也必須盡量少的接在導(dǎo)線上才能獲得良好的性能。
二、電壓轉(zhuǎn)換器
電壓轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)電路中的直流電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)的裝置。電壓轉(zhuǎn)換器可以分為直接電壓轉(zhuǎn)換器和間接電壓轉(zhuǎn)換器。直接電壓轉(zhuǎn)換器的基本工作原理是：先將電路兩端負(fù)載按一定的形式變換為電壓電路所需的各種電平，然后再由電平轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電壓。這種變換過程主要是利用電壓檢測器件中的電阻特性來實(shí)現(xiàn)的。直接電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和輸入電平之間有一個(gè)差分電阻式連接電路（見圖1),這種轉(zhuǎn)換器通過一個(gè)低通濾波器來消除輸出信號(hào)的直流電場。其中電壓電流互感器為測量直流電壓提供電源；電阻式連接電路將電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后，由放大器吸收并由放大器將信號(hào)放大后經(jīng) RC濾波器來消除輸出電平；電容式連接電路將電壓變換成各參量所需的頻率；直接電壓轉(zhuǎn)換器輸出波形為被測電壓波形，經(jīng) RC濾波器消除輸出信號(hào)中的直流電場。.....
三、電壓電流互感器
目前常用的一種電信號(hào)放大器有三種類型：電壓電流并感器、電流互感器。電壓電流并感器一般采用多顆電容來消除諧波，因此具有良好的抗電壓跌落能力，可承受高壓或中壓。電流互感器則具有較高的精度和較好的可靠性。通?？蛇x用低阻小功率元件，也可以選用高性能的高頻器件。電流互感器的工作原理是：將電壓與電流的二極管組合起來，利用電感中金屬感應(yīng)電流而實(shí)現(xiàn)二次電壓測量，然后用電容產(chǎn)生一個(gè)二極管來檢測電壓。
四、電壓電流互感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)
電壓電流互感器由二次回路和一次回路組成。一次回路中，一次側(cè)的電流經(jīng)一次繞組電流測量模塊后進(jìn)入二次回路，并與 A/D (或 A/F)信號(hào)進(jìn)行采樣。一次回路中, C相繞組電流經(jīng)一次繞組繞組的電流測量模塊后進(jìn)入 C、 D二次回路，將傳感器的二次諧波電流轉(zhuǎn)換成直流電壓。二次回路中的電流和回路上的二次參數(shù)通過 RL變換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸出到輸入端(A或 D)。與此相比, I相繞組的諧波噪聲較小，有利于節(jié)省電能。其工作原理是將開關(guān)1 (或 A)信號(hào)經(jīng)開關(guān)2~3、3~4、4~5構(gòu)成反饋回路送入電壓控制測量儀表中去實(shí)施自動(dòng)變送器設(shè)備自動(dòng)電壓測量與補(bǔ)償?shù)裙ぷ鳌?/span>