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一、概述 电量隔离传感器变送器是针对工程中的电量检测(监测),提高系统的整体抗干扰能力,而研制开发的一种小体积、高性能的电量测试部件(产品)。 电量隔离传感器变送器可以对现场的大电流、高电压、功率、频率、相角、电度等电参量进行隔离测量和变换,也可以对各种微弱信号(如各种桥路信号)进行隔离放大和变换,将其调理后,变换成符合国际通用标准的电压、电流、频率等模拟信号或变换成数字量、开关量状态等信号输出。这些输出信号可以和传统的指针式仪表相接,也与现代的数字式自控仪表、各种AD转换器以及计算机系统直接配接,从而可以形成一个高可靠的工业检测(监测)或控制系统。 由于电量隔离传感器在应用中,用户不需做二次开发工作,高电压或大电流信号可以直接接入产品,(通过端子、插针输入或穿孔方式输入),就可以得到相应的输出信号。因此电量隔离传感器作为信号调理、隔离和变换功能摸块,是工业控制和数据采集系统中比较理想的变送器产品。 随着科学技术的不断发展,工业控制或检测(监测)系统对电量隔离传感器的要求也越来越高,特别是在产品的稳定性、检测精度和功能方面。由于数字化产品不论其性能还是功能,如非线性校正和小信号处理方面,模拟产品是不可比拟的。因此,电量隔离传感器的数字化是一种必然趋势。 下面就电量隔离传感器的工作原理和其数字化技术问题作一个简述,供大家参考。 二、电量隔离传感器基本工作原理 由于电量隔离传感器产品的被检测对像主要是电流和电压信号,所以下面主要介绍电流和电压信号的检测原理。 1、交流信号检测原理 交流信号又分为交流电压和电流信号。图1为交流电流信号的检测原理框图,图2为交流电压信号的检测原理框图,由CT和PT对信号进行隔离,电流为穿孔输入方式,电压为端子接线输入方式。 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/12/200912291744_192765_1636985_3.gif[/img]图1 交流电流信号检测原理框图[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/12/200912291744_192766_1636985_3.gif[/img]图2 交流电压信号检测原理框图其中,CT为电流互感器,PT为电压互感器,输出一般为0~5V或4~20mA。
在工业、电力、牵引等领域,电压、电流及功率的计量是非常至关重要的。对于电压的计量,低压可以用电压表直接测量,如果测量高压就需要有电压互感器变压后进行测量。那么对于电流的测量交流直流电流很小时,可以用万用表直接串入电路测量,稍大点的(0-7000A以下)电流可以用分流器测量,但是这种方法测量精度低,隔离程度低,电流超过7000A以上时分流器就无法使用了。这里介绍一下测量电流的一种设备电流传感器,电流传感器是电流的一种新型设备,该设备采用霍尔检测原理具有测量精确度高、线性好、隔离程度高、安装更换简便等优点。逐渐取代比较笨重的电流互感器。电流传感器主要有霍尔直测试和霍尔检零式两种原理其中霍尔楂零式精度高但是电路复杂有功耗成本高,霍尔直测式电路简便,成本低安装件结。在此着重介绍一下直测试电流传感器。 一、霍尔电流传感器原理 霍尔元件在聚集磁路中检测到与原边电流成比例关系的磁通量后输出霍尔电压信号,经放大电路放大后输送到仪表显示或计算机采集来直观反映电流的大小。 二、霍尔元件的电原理 当霍尔元件的垂直方向加上一个磁场B,在原件上加上控制电流I,那么霍尔元件就有一个霍尔电压Uh输出,它们的关系式为Uh=kh·I·B,其中kh为霍尔元件的灵敏度,B为磁场轻度。
解读传感器如何发展 传感器的出现,被誉为本世纪初高压电器制造业的一场革命。其数字化输出、网络化接线使得电网更安全、更环保、更利于一次设备乃至整个输配电系统的智能化。传感器与传统互感器相比有以下特点: 小信号传输代替大功率输出,互感器小型化、低功率化可使原先数十公斤甚至上吨的重量减小到几公斤。 光隔离代替油、气绝缘。独立式高压互感器一二次间采用光纤数字连接,光隔离代替复杂昂贵的油气绝缘系统,这是一个革命性变革,使得电压愈高,互感器的性价比愈高。 数字化输出替代模拟输出,便于后续网络连接和智能化处理,采用光纤传输,具有更强的抗电磁干扰能力。 网络数据共享代替多绕组并行接线。传感器单点测量数据可经由工业以太网传输,因而获得共享,在电站可省去大量的并行电缆。 应用情况 资料统计,我国目前大约有上百个单位从事新型传感器的试探性研发,初步形成供货能力的大约有十家左右,门类较为齐全,可全面供货的目前已经有3~5家。产品涉及10~800千伏,电流、电压、独立式、组合电器式等不同品种。 2004年起,有源传感器先于光学互感器进入市场应用,有源传感器高压侧将电流信号转换为数字信号经光纤传至地电位,像光学传感方案一样,实现了高低压之间的光隔离绝缘,加之便于工业化批量生产,已成为占主导地位的互感器种类。 同一时期,我国研发一种更加实用的“自励源”技术,从而有源式转变为一种“准无源”结构。这一方案可大幅度简化互感器,从根本上提高可靠性和寿命周期。 不久,一种适合电子式小功率分压的“等势腔”分压结构在我国出现,它具有很高的绝缘安全性和测量精度指标,因而可以替代传统依靠油、气绝缘的互感器。该技术特别适合于高压、特高压分压器结构的干式化,是一种出自我国的新型电子式电压互感器。 为了克服测量性能易受温度、震动应力的影响,目前,光学方案已经由环状磁光玻璃改进为一种光纤式传感器,使得光学方案登上了一个新的技术平台,更加接近实用要求,这类被称为光纤式的电子互感器已经有少量试用,需要进一步克服结构复杂和造价过高问题。 应用面临的主要问题 传感器改变了原有的装配应用方式,例如微电子器件被前移至户外环境的高压线、隔离刀闸、断路器等强干扰源附近,必须经受恶劣气候条件以及不规则强电磁干扰的考验,所以目前传感器研发和应用中面临的主要问题是:电磁干扰防护、通信差错控制、可靠电源方式以及适应户外环境,如果措施不当,易引发信号失效、保护误判、锈蚀老化等。 解决这些问题,我们需要尽快完善试验、检验相关标准,促进传感器下一步研发的关注点向高可靠、高稳定方向倾斜。 未来研发方向 传感无源化:由于无源传感方式具有技术优势,独立式ECT传感部件将趋向于无源化,这包括有源式传感器将通过摆脱对外源的依赖,实现自供电,走向准无源化,由此,传感器平均寿命周期将会达10年以上。 经过一系列传感器的脉理,我们熟知了传感器的发展趋势,在未来的世界里,传感器的发展,人人可以见得.[color=#fe2419][size=5]以后发帖要注意版规哦,不能有超链接!!![/size][/color]