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2017-11-8 閱讀(1503)
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(dāng)原邊導(dǎo)線經(jīng)過(guò)電壓傳感器時(shí)，原邊電流IP會(huì)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(gè)微小的信號(hào)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(hào)是副邊電流IS，在任何時(shí)候，它總與輸入信號(hào)（原邊電流IP）成正比，IS一般很小。如果輸出電流經(jīng)過(guò)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)。
比如，對(duì)EM010型的電壓傳感器，其IS一般只有50mA。通過(guò)測(cè)量副邊電流IS后可求出原邊電流IP，再通過(guò)UP=（RE+RP）IP（參見(jiàn)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(xiàn)[2]，本文主要將文獻(xiàn)[2]中未講到的特性參數(shù)補(bǔ)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(shuō)的溫度有工作溫度和貯存溫度兩個(gè)。其中工作溫度（或使用溫度）是指?jìng)鞲衅髡９ぷ鲿r(shí)的溫度，它的大小對(duì)電流額定值、可靠性 、zui大測(cè)量范圍、測(cè)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(dāng)在工作溫度內(nèi)使用時(shí)，所有特性都能保證。而貯存溫度則指?jìng)鞲衅鞅仨毐４嬖谄渌?guī)定的溫度范圍內(nèi)，超過(guò)了這個(gè)范圍，傳感器就不能正常使用。注意每種型號(hào)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(shí)間低于1us，所以測(cè)量值可以快速跟蹤原邊電壓的真實(shí)變化情況（見(jiàn)圖3）。
圖3 延遲時(shí)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(dá)到10%。當(dāng)原邊電壓在其工作頻率范圍內(nèi)變化時(shí)，傳感器總是在它的*工作點(diǎn)工作。事實(shí)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(hào)：分別為VS50B-VS1500B、VS2000B-VS4200B，EM010型，參見(jiàn)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(cè)量端一般有三個(gè)端，其接口通常有“Molex、JST、UL cable” 三種類型，zui常見(jiàn)的是Molex型。
注意圖5中的電壓傳感器，除測(cè)量端外，它有兩個(gè)電極（HT+、HT-），限于篇幅，電壓傳感器的實(shí)際接線方法我們僅舉兩例。例如使用VS1000B型電壓傳感器，對(duì)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(duì)于電壓差為1000V，而電壓和則為200V的電壓測(cè)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(shí)也要注意溫度對(duì)傳感器的影響，傳感器應(yīng)盡量安裝在利于散熱的場(chǎng)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(hào)末尾后有“V”字標(biāo)志的傳感器，其它注意事項(xiàng)和各種型號(hào)的傳感器外型尺寸請(qǐng)電聯(lián)上海維特銳和ABB公司產(chǎn)品目錄。
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