电测传感器:《传感器与电测技术》高清PDF

2021/11/10 09:35 · 传感器知识资讯 ·  · 电测传感器:《传感器与电测技术》高清PDF已关闭评论
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电测传感器:《传感器与电测技术》高清PDF作者:刘焕成编著出版:北京:清华大学出版社页数:355?真实服务非骗流量出版时间:2017.05(求助前请核对清楚)求助编号:(学习资料勿作它用)求助格式:PDF(无水印/扫描版)投诉、认领重要说明:求助即说明

电测传感器:《传感器与电测技术》高清PDF  第1张

电测传感器:《传感器与电测技术》高清PDF

作者:刘焕成编著
出版:北京:清华大学出版社
页数:355 ? 真实服务 非骗流量
出版时间:2017.05 (求助前请核对清楚)
求助编号: (学习资料 勿作它用)
求助格式:PDF(无水印/扫描版)投诉、认领
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《“十三五”应用型人才培养规划教材 传感器技术》高清PDF下载 关大陆,刘丽华著 2017.03
《感测技术基础》高清PDF下载 孙传友,张一主编 2011.02
《智能无线传感器网络原理与应用》高清PDF下载 吴成东编著 2011.12
《传感与检测技术》高清PDF下载 刘传玺等主编 2011.08
《无线传感器网络技术导论》高清PDF下载 王汝传,孙力娟主编;肖甫,蒋凌云,黄海平等编著 2012.11
《传感器原理与检测技术》高清PDF下载 童敏明,唐守峰,董海波编著 2014.01
《传感器原理与应用》高清PDF下载 黄传河主编;张文涛,刘丹丹,周浩编著 2015.04
《传感器检测技术及工程应用》高清PDF下载 张勇,王玉昆,赫健编著 2015.09
《传感器原理实验》高清PDF下载 谭建军,孙玲姣,郎建勋主编 2015.02
《传感器与检测技术 第4版》高清PDF下载 徐科军主编;马修水等副主编 2016.05

电测传感器:测力传感器解决方案,看这一篇就够了!

测力传感器通常将力转换为正比于作用力大小的电信号,使用十分方便,因而在工程领域及其他各种场合应用最为广泛。测力传感器种类繁多,依据不同的物理效应和检测原理可分为电阻应变式、压磁式、压电式、振弦式力传感器等。
应变式力传感器
在所有力传感器中,应变式力传感器应用最为广泛。它能应用于从极小到很大的动、静态力的测量,且测量精度高,其使用量约占力传感器总量的90%左右。
应变式力传感器的工作原理与应变式压力传感器基本相同,它也是由弹性敏感元件和贴在其上的应变片组成。应变式力传感器首先把被测力转变成弹性元件的应变,再利用电阻应变效应测出应变,从而间接地测出力的大小。弹性元件的结构形式有柱形、筒形、环形、梁形、轮辐形、s形等。
应变片的布置和接桥方式,对于提高传感器的灵敏度和消除有害因素的影响有很大关系。根据电桥的加减特性和弹性元件的受力性质,在贴片位置许可的情况下,可贴4或8片应变片,其位置应是弹性元件应变最大的地方。
柱形应变式力传感器
图1给出了常见的柱形、筒形、梁形弹性元件及应变片的贴片方式。图1(a)为柱形弹性元件;图1(b)为筒形弹性元件;图1(c)为梁形弹性元件。

图1 几种弹性元件及应变片贴片方式
柱形弹性元件通常都做成圆柱形和方柱形,用于测量较大的力。最大量程可达10MN。在载荷较小时(1~100kN),为便于粘贴应变片和减小由于载荷偏心或侧向分力引起的弯曲影响,同时为了提高灵敏度,多采用空心柱体。四个应变片粘贴的位置和方向应保证其中两片感受纵向应变,另外两片感受横向应变(因为纵向应变与横向应变是互为反向变化的),如图1(a)所示。
当被测力F沿柱体轴向作用在弹性体上时,其纵向应变和横向应变分别为

式中,E为材料的弹性模量;S为柱体的截面积;μ为材料的泊松比。

在实际测量中,被测力不可能正好沿着柱体的轴线作用,而总是与轴线成一微小的角度或微小的偏心,这就使得弹性柱体除了受纵向力作用外,还受到横向力和弯矩的作用,从而影响测量精度。
轮辐式力传感器
简单的柱式、筒式、梁式等弹性元件是根据正应力与载荷成正比的关系来测量的,它们存在着一些不易克服的缺点。
为了进一步提高力传感器性能和测量精度,要求力传感器有抗偏心、抗侧向力和抗过载能力。20世纪70年代开始已成功地研制出切应力传感器。图2是较常用的轮辐式切应力传感器的结构简图。

图2轮辐式力传感器
轮辐式力传感器由轮圈、轮轱、辐条和应变片组成。辐条成对且对称地连接轮圈和轮轱,当外力作用在轮轱上端面和轮轱下端面时,矩形辐条就产生平行四边形变形,如图2(b)所示,形成与外力成正比的切应变。此切应变能引起与中性轴成450方向的相互垂直的两个正负正应力,即由切应力引起的拉应力和压应力,通过测量拉应力或压应力值就可知切应力值的大小。

因此,在轮辐式传感器中,把应变片贴到与切应力成45度的位置上,使它感受的仍是拉伸和压缩应变,但该应变不是由弯距产生的,而主要是由剪切力产生的,此即这类传感器的基本工作原理。这类传感器最突出的优点是抗过载能力强,能承受几倍于额定量程的过载。此外,其抗偏心、抗侧向力的能力也较强,精度在0.1%之内。
压磁式力传感器
当铁磁材料在受到外力的拉、压作用而在内部产生应力时,其导磁率会随应力的大小和方向而变化:受拉力时,沿力作用方向的导磁率增大,而在垂直于作用力的方向上导磁率略有减小;受压力作用时则导磁率的变化正好相反。这种物理现象就是铁磁材料的压磁效应。这种效应可用于力的测量。

图3 压磁式传感器
压磁式力传感器一般由压磁元件、传力机构组成,如图3(a)所示。

其中主要部分是压磁元件,它由其上开孔的铁磁材料薄片叠成。压磁元件上冲有四个对称分布的孔,孔1和2之间绕有激磁绕组W12 (初级绕组),孔3和4间绕有测量绕组W34。(次级绕组),如图3(b)所示。

当激磁绕组W12通有交变电流时,铁磁体中就产生一定大小的磁场。若无外力作用,则磁感应线相对于测量绕组平面对称分布,合成磁场强度日平行于测量绕组W34的平面,磁感应线不与测量绕组W34交连,故绕组W34不产生感应电势,如图3(C)所示。

当有压缩力F作用于压磁元件上时,磁感应线的分布图发生变形,不再对称于测量绕组W34的平面(如图3(d)所示),合成磁场强度H不再与测量绕组平面平行,因而就有部分磁感应线与测量绕组W34相交链,而在其上感应出电势。作用力愈大,交链的磁通愈多,感应电势愈大。

压磁式力传感器的输出电势比较大,通常不必再放大,只要经过滤波整流后就可直接输出,但要求有一个稳定的激磁电源。压磁式力传感器可测量很大的力,抗过载能力强,能在恶劣条件下工作。但频率响应不高(1~10 kHz),测量精度一般在1%左右,也有精度更高的新型结构的压磁式力传感器。常用于冶金、矿山等重工业部门作为测力或称重传感器,例如在轧钢机上用来测量大的力以及用在吊车秤中。
压电式力传感器
压电式传感器 是基于压电效应的传感器。是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施,而且输出的直流响应差,需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。利用压电材料(石英晶体、压电陶瓷)的压电效应,将被测力转换为与其成正比的电荷量输出;

石英晶体:性能稳定,动态效应好,机械强度高,线性范围宽,多用于高精度,大量程测量,mN-MN.

压电陶瓷:压电常数远高于压电晶体,价格便宜,用途广泛。

主要用于动态测量:
振弦式力传感器
振弦式传感器(vibrating wire transducer)是以拉紧的金属弦作为敏感元件的谐振式传感器。当弦的长度确定之后,其固有振动频率的变化量即可表征弦所受拉力的大小,通过相应的测量电路,就可得到与拉力成一定关系的电信号。振弦的固有振动频率f与拉力T的关系为,式中l为振弦的长度,ρ为单位弦长的质量。振弦的材料与质量直接影响传感器的精度、灵敏度和稳定性。钨丝的性能稳定、硬度、熔点和抗拉强度都很高,是常用的振弦材料。此外,还可用提琴弦、高强度钢丝、钛丝等作为振弦材料。振弦式传感器由振弦、磁铁、夹紧装置和受力机构组成。振弦一端固定、一端连接在受力机构上。

早期的压力传感器即采用振弦式。这种传感器的振弦一端固定,另一端连结在弹性感压膜片上。弦的中部装有一块软铁,置于磁铁和线圈构成的激励器的磁场中。激励器在停止激励时兼作拾振器,或单设拾振器。工作时,振弦在激励器的激励下振动,其振动频率与膜片所受压力的大小有关。
拾振器则通过电磁感应获取振动频率信号。振弦振动的激励方式有间歇式和连续式两种。在间歇激励方式中,采用张弛振荡器给出激励脉冲,并通过一个继电器使线圈通电、磁铁吸住弦上的软铁块。
激励脉冲停止后,磁铁被松开,使振弦自由振动。此时在线圈中即产生感应电势,其交变频率即为振弦的固有振动频率。连续激励方式又可分为电流法和电磁法。电流法将振弦作为等效的LC回路并联于振荡电路中,使电路以振弦的固有频率振荡。
电磁法采用两个装有线圈的磁铁,分别作为激励线圈和拾振线圈。拾振线圈的感应信号被放大后又送至激励线圈去补充振动的能量。为减小传感器非线性对测量精度的影响,需要选择适中的最佳工作频段和设置预应力,或采用在感压膜的两侧各设一根振弦的差动式结构。
电测传感器:《传感器与电测技术》高清PDF  第2张

电测传感器:电流传感器

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电流传感器
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小小的电源设备已经融合了越来越多的新技术。例如开关电源、硬开关、软开关、稳压、线性反馈稳压、磁放大器技术、数控调压、PWM、SPWM、电磁兼容等等。实际需求直接推动电源技术不断发展和进步,为了自动检测和显示电流,并在过流、过压等危险情况发生时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。
中文名
电流传感器
外文名
current sensor
类 型
检测装置
作 用
感受到被测电流的信息
功 能
变换成为符合标准的电信号
应 用
开关电源、硬开关、软开关、
原 理
霍尔磁平衡原理
电流参数
LF-AI12-32A1-0.5/0~5A
目录
1
定义
2
分类
3
霍尔传感器
?
概述
?
工作原理
?
特性参数
?
安装方法
?
测量方法
?
抗干扰性
?
传感器标定
?
性能指标
?
注意事项
4
新型产品
5
应用领域
6
未来趋势
电流传感器定义
编辑
语音
电流传感器,是一种检测装置,能感受到被测电流的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
电流传感器
电流传感器也称磁传感器,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。
电流传感器分类
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语音
电流传感器依据测量原理不同,主要可分为:分流器、电磁式电流互感器、电子式电流互感器等。电子式电流互感器包括霍尔电流传感器、罗柯夫斯基电流传感器及专用于变频电量测量的AnyWay变频功率传感器(可用于电压、电流和功率测量)等。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。光纤电流传感器是以法拉第磁光效应为基础、以光纤为介质的新型电流传感器。
电流传感器
当线偏振光在介质中传播时,若在平行于光的传播方向上加一强磁场,则光振动方向将发生偏转,偏转角度ψ与磁感应强度B和光穿越介质的长度l的乘积成正比,即ψ=V*B*l,比例系数V称为费尔德常数,与介质性质及光波频率有关。偏转方向取决于介质性质和磁场方向。上述现象称为法拉第效应。1845年由M.法拉第发现。
电流传感器霍尔传感器
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电流传感器概述
AIC是“特制集成电路”的英文缩写,它是八十年代末迅速发展起来的一项高技术产品。从设计思想、研制手段,直到测试方法,使与传统的通用集成电路有质的区别,是将超大规模集成电路(VLSI)的工艺技术、计算机辅助设计(CAD)、自动测试技术(ATE)三者结合的丰硕成果。应用在变送器上,即为变送器专用厚膜电路。ASIC电路的变送器把变送器的转换电路和输出电路(即大部分电子电路)全部集成到一块定制的芯片上,大大减少了元器件的数量,整个变送器仅有CT、PT、电源、大电容、ASIC芯片等少数几个器件,从而可大大提高整个变送器的可靠性和长期稳定性。
电流传感器工作原理
霍尔原理电流传感器是基于霍尔磁平衡原理(闭环)和霍尔直测式(开环)两种基本原理。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,霍尔器件输出的霍尔电压经过特殊电路处理后,副边输出与原边波形一致的跟随输出电压,此电压能够精确反映原边电流的变化。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。当原边导线经过电流传感器时,①原边电流IP会产生磁力线,②原边磁力线集中在磁芯周围,③内置在磁芯气隙中的霍尔电极可产生和原边磁力线成正比的大小仅几毫伏的电压,④电子电路可把这个微小的信号转变成副边电流IS,⑤并存在以下关系式:(1)其中,IS—副边电流;IP—原边电流;NP—原边线圈匝数;NS—副边线圈匝数;NP/NS—匝数比,一般取NP=1。电流传感器的输出信号是副边电流IS,它与输入信号(原边电流IP)成正比,IS一般很小,只有100~400mA。如果输出电流经过测量电阻RM,则可以得到一个与原边电流成正比的大小为几伏的输出电压信号。
电流传感器特性参数
标准额定值IPN和额定输出电流ISNIPN指电流传感器所能测试的标准额定值,用有效值表示(A.r.m.s),IPN的大小与传感器产品的型号有关。ISN指电流传感器额定输出电流,一般为100~400mA,某些型号可能会有所不同。传感器供电电压VAVA指电流传感器的供电电压,它必须在传感器所规定的范围内。超过此范围,传感器不能正常工作或可靠性降低,另外,传感器的供电电压VA又分为正极供电电压VA+和负极供电电压VA-。测量范围Ipmax测量范围指电流传感器可测量的最大电流值,测量范围一般高于标准额定值IPN。测量范围可用下式计算:
(2)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。过载发生电流过载时,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。精度霍尔效应传感器的精度取决于标准额定电流IPN。在+25℃时,传感器测量精度受原边电流影响,使用下面公式可计算出精度:(3)其中,K=NS/NP。计算精度时必须考虑偏移电流、线性度、温度漂移的影响。偏移电流ISO
偏移电流也叫残余电流或剩余电流,它主要是由霍尔元件或电子电路中运算放大器工作状态不稳造成的。电流传感器在生产时,在25℃,IP=0时的情况下,偏移电流已调至最小,但传感器在离开生产线时,都会产生一定大小的偏移电流。产品技术文档中提到的精度已考虑了偏移电流增加的影响。线性度
电流传感器
线性度决定了传感器输出信号(副边电流IS)与输入信号(原边电流IP)在测量范围内成正比的程度,ABB公司的电流传感器线性度要优于0.1%。温度漂移偏移电流ISO是在25℃时计算出来的,当霍尔电极周边环境温度变化时,ISO会产生变化。因此,考虑偏移电流ISO的最大变化是很重要的,这可以通过下式计算:其中,CV(Catalogue value)是指电流传感器性能表中的温度漂移值,例如:对CS2000BR型来说,CV为0.5×10-4/℃,最大温度Tmax为-40℃,额定输出电流为400mA,则偏移电流的最大变化为:Ma
电流传感器安装方法
霍尔电流传感器产品说明一般由“传感器产品型号”和“生产日期”两部分构成[5]。“传感器产品型号”用于标明传感器的型号、额定测量值、标准型或非标准型。“传感器生产日期”则是由8位数字构成,表明传感器的生产年份、日期(一年中的第几日)及传感器序列号。霍尔电流传感器产品很多,每种传感器的外形结构、尺寸大小等都有所不同,下面介绍几种典型的外形结构及安装接线方法。MP25P1型MP25P1电流传感器是ABB公司中一种量程很小的传感器,所能测量的额定电流为5、6、8、12、25A,原边管脚的不同接法可确定额定测量电流为多少。ES300C型
如MP25P1一样,一般传感器都有正极(+)、负极(-)、测量端(M)三个管脚,但ES300C则没有此三个管脚,而是有红、黑、绿三根引线,分别对应于正极、负极及测量端。同时在ES300C型传感器中有一内孔,测量原边电流时要将导线穿过该内孔。不管是MP25P1还是ES300C型等电流传感器,安装时管脚的接线应根据测量情况进行相应连线。(1)在测量交流电时,必须强制使用双极性供电电源。即传感器的正极(+)接供电电源“+VA”端,负极接电源的“-VA”端,这种接法叫双极性供电电源。同时测量端(M)通过电阻接电源“0V”端。(2)在测量直流电流时,可使用单极性或单相供电电源,即将正极或负极与“0V”端短接,从而形成只有一个电极相接的情况,其接法共有四种。在传感器产品中,标有“-N”标志的表示该传感器没有电源意外倒置防护措施;标有“-P”标志的则表示该传感器具有防护措施。(3)具有屏蔽作用的传感器的连接方法ABB公司的部分电流传感器具有电磁屏蔽作用,其产品外壳上会多一个“E”标志的端口,其连接方式有两种:将屏蔽端和负极(-VA)或零线(0V)相连。另外,安装时必须全面考虑产品的用途、型号、量程范围、安装环境等。比如传感器应尽量安装在利于散热的场合;如果环境只适于垂直安装,则必须选择带“V”字标志的传感器(如CS300 BRV)。
电流传感器测量方法
除了安装接线、即时标定校准、注意传感器的工作环境外,通过下述方法还可以提高测量精度:
电流传感器
1、原边导线应放置于传感器内孔中心,尽可能不要放偏;2、原边导线尽可能完全放满传感器内孔,不要留有空隙;3、需要测量的电流应接近于传感器的标准额定值IPN,不要相差太大。如条件所限,手头仅有一个额定值很高的传感器,而欲测量的电流值又低于额定值很多,为了提高测量精度,可以把原边导线多绕几圈,使之接近额定值。例如当用额定值100A的传感器去测量10A的电流时,为提高精度可将原边导线在传感器的内孔中心绕九圈(一般情况,NP=1;在内孔中绕一圈,NP=2;……;绕九圈,NP=10,则NP×10A=100A与传感器的额定值相等,从而可提高精度);4、当欲测量的电流值为IPN/5的时,在25℃仍然可以有较高的精度。
电流传感器抗干扰性
1、电磁场
A1直流电流变送器
闭环霍尔效应电流传感器,利用了原边导线的电磁场原理。因此下列因素直接影响传感器是否受外部电磁场干扰。(1)传感器附近的外部电流大小及电流频率是否变化;(2)外部导线与传感器的距离、外部导线的形状、位置和传感器内霍尔电极的位置;
A3单相交流电流变送器
(3)安装传感器所使用的材料有无磁性;(4)所使用的电流传感器是否屏蔽;为了尽量减小外部电磁场的干扰,最好按安装指南安装传感器。2、电磁兼容性
电磁兼容性EMC,(Electro -Magnetic Compatibility )是研究电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态,即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作而又互不干扰,达到“兼容”状态的一门学科[8]。空间电磁环境的恶化越来越容易使电子元器件之间因互不兼容而引发系统的误动作,因此电工、电子设备电磁兼容性检测极有必要。由于实际生产、科研及市场推广的迫切需要,采用已通过电磁兼容性检测的电流和电压传感器已形成共识,并已成为一个强制性标准。ABB公司的所有电流传感器自1996年1月1日起,均已通过了EMC检测。
电流传感器传感器标定
1、偏移电流ISO偏移电流必须在IP=0、环境温度T≈25℃的条件下进行校准,按方法(双极性供电)接线,且测量电压VM必须满足:VM≦RM×ISO (5)2、精度在IP=IPN(AC or DC)、环境温度T≈25℃、传感器双极性供电、RM为实际测量电阻的条件下进行测量,并用公式(3)计算精度。3、保护性测试霍尔电流传感器在测量电路短路、测量电路开路、供电电源开路、原边电流过载、电源意外倒置的条件下都可受到保护。对上述各项测试举例如下:(1)测量电路短路此项测试必须在IP=IPN、环境温度T≈25℃、传感器双向供电、RM为实际应用中的电阻条件下进行,开关S应在一分钟之内合上和打开。(2)测量电路开路此项测试条件为IP=IPN、环境温度T≈25℃、传感器双向供电、RM是实际应用中的电阻。开关S应在一分钟之内完成闭合/打开切换动作。(3)电源意外倒置测试为防止电源意外倒置而使传感器损坏,在电路中专门加装了保护二极管,此项测试可使用万用表测试二极管两端,测试应在IP=0、环境温度T≈25℃、传感器不供电、不连接测量电阻的条件下进行。可使用以下两种方法测试:第一种:万用表红表笔端接传感器“M”端,万用表黑表笔端接传感器“+”端;第二种:万用表红表笔接传感器负极,万用表黑表笔接传感器M端;在测试中,如万用表鸣笛,说明二极管已损坏。八、传感器应用计算[5]电流传感器的主要计算公式如下:NPIP=NSIS; 计算原边或副边电流VM=RMI; 计算测量电压VS=RSIS; 计算副边电压VA=e+VS+VM; 计算供电电压
电流传感器
其中,e是二极管内部和晶体管输出的压降,不同型号的传感器有不同的e值。这里我们仅以ES300C为例,这种传感器的匝数比NP/NS=1/2000、标准额定电流值IPN=300A rms 、供电电压VA的范围为±12V~±20V(±5%)、副边电阻RS=30Ω ,在双极性(±VA)供电,其传感器测量量程>100A且无防止供电电源意外倒置的保护二极管的情况下,e=1V。在上述条件下:(1)给定供电电压VA,计算测量电压VM和测量电阻RM:假设:供电电压VA=±15V根据上述公式得:测量电压VM=9.5V;测量电阻RM=VM/IS=63.33Ω;副边电流IS=0.15A。所以当我们选用63.33Ω的测量电阻时,在传感器满额度测量时,其输出电流信号为0.15A ,测量电压为9.5V。(2)给定供电电压和测量电阻,计算欲测量的峰值电流;假设:供电电压VA=±15V,测量电阻RM=12Ω,则:VM+VS=(RM+RS)×IS=VA-e=14V而:RM+RS=12W+30W=42W,则最大输出副边电流: A原边峰值电流:IPmax=ISmax(NS/NP)=666A这说明,在上述条件下,传感器所能测量的最大电流即原边峰值电流为666A。如果原边电流大于此值,传感器虽测量不出来,但传感器不会被损坏。(3)测量电阻(负载电阻)能影响传感器的测量范围。测量电阻对传感器测量范围也存在影响,所以我们需要精心选择测量电阻。用下式可计算出测量电阻:其中,VAmin—扣除误差后的最小供电电压;e—传感器内部晶体管的电压降;RS—传感器副边线圈的电阻;ISmax—原边电流IP为最大值时的副边电流值。另外我们可以通过下式确认所选传感器的稳定性。如果VAmin不符合上式,则会造成传感器的不稳定。一旦出现这种情况,我们可以有以下三种方法克服:1)更换电压更大的供电电源;2)减小测量电阻的值;3)将传感器更换成RS较小的传感器。例如,某种型号的电流传感器,其标准额定电流IPN=1000A,匝数比NP/NS=1/2000,e值为1.5V,副边电阻RS=30Ω,测量电阻RM=15W,用15V电源单极性供电。则VA=30V(单极性供电是双极性供电的2倍), 而:IS=IP×NP/NS=0.5AVS=RS×IS=15VVM=RM×IS=7.5V
通过以上检验,可知这种传感器在此条件下测量能保证稳定性。它所能测量的原边电流的最大值(即测量范围)传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称,通常由敏感元件和转换元件组成。当传感器的输出为规定的标准信号时,则称为变送器。变送器的概念是将非标准电信号转换为标准电信号的仪器,传感器则是将物理信号转换为电信号的器件,过去常讲物理信号,随之其他信号也将出现。一次仪表指现场测量仪表或基地控制表,二次仪表指利用一次表信号完成其他功能:诸如控制,显示等功能的仪表。传感器和变送器本是热工仪表的概念。传感器是把非电物理量如温度、压力、液位、物料、气体特性等转换成电信号或把物理量如压力、液位等直接送到变送器。变送器则是把传感器采集到的微弱的电信号放大以便转送或启动控制元件。或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源。根据需要还可将模拟量变换为数字量。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。还有一种变送器不是将物理量变换成电信号,如一种锅炉水位计的“差压变送器”,他是将液位传感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通过仪表管送到变送器的波纹管两侧,以波纹管两侧的差压带动机械放大装置用指针指示水位的一种远方仪表。当然还有把电气模拟量变换成数字量的也可以叫变送器。以上只是从概念上说明传感器和变送器的区别。
电流传感器性能指标
B1单相交流电流变送器
* 执行标准:IEC688:1992,* 精度等级:≤1.0%.F.S* 线 性 度:优于0.2%* 响应时间:≤10Us* 频率特性:0~10KHz* 失调电压:≤20mV* 温度特性:≤150PPM/℃(0~50℃)
B2直流漏电流传感器
* 整机功耗:≤30 mA* 隔离耐压:输入/输出/外壳间 AC2.0KV/min*1mA* 过载能力:2倍电流连续,30倍1秒* 阻燃特性:UL94-V0* 工作环境:-10℃~50℃,20%~90%无凝露
电流传感器注意事项
* 注意产品标签上的辅助电源信息,变送器的辅助电源等级和极性不可接错,否则将损坏变送器;* 电流方向与产品外壳上所标的箭头同向时,才能获得正向输出;* 原边母线的温度不应超过60℃,电流母线填满原边穿线孔时,获得最佳测量精度;* 本系列变送器内部未设置防雷击电路,当变送器输入、输出馈线暴露于室外恶劣气候环境之中时,应注意采取防雷措施;* 变送器为一体化结构,不可拆卸,同时应避免碰撞和跌落;* 请勿损坏或者修改产品的标签、标志,请勿拆卸或改装变送器,否则公司将不再对该产品提供“三包”(包换、包退、包修)服务。
电流传感器新型产品
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新型传感器及应用(5张)
霍尔电压、电流传感器主要用于工业控制和独立的电压、电流测量,因此,一般都不标称与功率测量准确度密切相关的角差指标,因此,不适用于高精度的功率测量。随着变频技术和节能技术的发展,有必要对各类变频调速装置的能效进行准确的评测,而电磁式电压、电流互感器一般只能准确测量工频正弦电路的功率。新型的变频功率传感器,是一种电压、电流组合式传感器,该类传感器直接输出数字量,并采用光纤进行传输,可以有效避免传输环节的损耗和干扰。并且在较宽的频率范围内具有较小的比差和角差,可以准确测量各类变频电量(电压、电流、功率和谐波等)。广泛应用于混合动力电动汽车、电动车、太阳能发电、风力发电、变频器、变频电机和燃料电池等的产品检验和能效评测。英国出现了一种适合于安装在240伏-600安变电站主线上的电流传感器,这种传感器对变电站的电力输出进行监控,可以减少地方电网故障所造成的停电时间。电流传感器可以对供电电缆进行电流监控,若是电缆出线超负荷,这些电流传感器可将一部分负荷转移到其他相中,或者是新铺设的电缆中,保护电缆的安全使用和运行。随着智能电网的不断发展和升级,电流传感器也在技术、设计和效用等方面不断进行改进和完善,对冶金、化工等行业的电流测流具有重大作用。基于智能电网的光纤电流传感器新型光纤电流传感器就是智能电网快速发展的科技产物。我国推出了XDGDL-1光纤电流传感系统,实现了管线电流传感系统的全数字闭环控制,具有稳定性和线性度好、灵敏度高等特点,满足了大量程范围的高精度测量要求。同时,该系统开发了一种可现场绕制的伸缩结构,安装方便,可避免杂散磁场的干扰,母线偏心的测量误差小于正负0.1%,实现了一种高精度信号转换方案,为整流器控制设备提供高精度模拟信号和标准数字通信接口。基于TMR(隧道磁电阻)效应的电流传感器:TMR磁感应技术在2004年首次工业应用于电脑硬盘领域, 使硬盘的存储密度有了质的飞跃,单碟TB级的存储硬盘进入民用市场。经过近10年的发展,TMR技术依然焕发勃勃生机。TMR磁感应效应和Hall技术类似,算是第四代磁感应技术。灵敏度,分辨率,功耗,温度特性都有10倍以上的提升。全芯片级制程控制提供可靠的品质和合理的价格。国内有些厂家开始推出TMR技术的电流传感器。基于TMR芯片制造的电流传感可以在高灵敏度,温度稳定性,抗干扰性,小型化、集成化、智能化和低功耗方面有着出色的表现。
[1]
工业升级发展促进电流传感器改进在我国工业发展升级的驱动下,电力设备的安全性使用越来越受到重视。电流传感器作为一个兼具保护性和监控作用的工具,将会在未来的电网中起到更重要的意义。相比国外同类产品,国内的电流传感器技术还有很大的差距需要弥补和提高。国内也逐渐涌现出有很多新型产业,都需要传感器的支持,无论是出于安全性考虑还是市场效益考虑,电流传感器将会趋于更加高效可靠,在低碳环保的要求下,小型化也是未来的一大趋势,这也将促进国内传感器厂商投入更多的经历开发新技术和产品。在不久的将来,电流传感器将会在更多行业得到广泛应用,同时将为新兴物联网打好基础。
电流传感器应用领域
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电流传感器应用于风力发电:风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大,全球的风能约为2.74×109GW,其中可利用的风能为2×107GW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。风很早就被人们利用--主要是通过风车来抽水、磨面等,而新世纪,人们感兴趣的是如何利用风来发电,以及如何才能发电量最大化。电流传感器作为主要的检测元件,在其中起到至关重要的作用 。
电流传感器未来趋势
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电流传感器未来的发展趋势有以下几种特点:1、高灵敏度。被检测信号的强度越来越弱,这就需要磁性传感器灵敏度得到极大提高。应用方面包括电流传感器、角度传感器、齿轮传感器、太空环境测量。2、温度稳定性。更多的应用领域要求传感器的工作环境越来越严酷,这就要求磁传感器必须具有很好的温度稳定性,行业应用包括汽车电子行业。3、抗干扰性。很多领域里传感器的使用环境没有任何评比,就要求传感器本身具有很好的抗干扰性。包括汽车电子、水表等等。4、小型化、集成化、智能。要想做到以上需求,这就需要芯片级的集成,模块级集成,产品级集成。5、高频特性。随着应用领域的推广,要求传感器的工作频率越来越高,应用领域包括水表、汽车电子行业、信息记录行业。6、低功耗。很多领域要求传感器本身的功耗极低,得以延长传感器的使用寿命。应用在植入身体内磁性生物芯片,指南针等等。
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电流传感器具有高灵敏度,因为它允许传感器更可重复。当传感器输出打开时,它引导电流通过电机静止部分的线圈绕组。这种电流产生一个磁场,与轴上的永磁体的磁场相互作用,并导致轴旋转。当磁铁经过 时,每次磁铁经过时,高度可重复的传感器在相同角度位置改变状态。例如,电机轴的一次完全旋转...
2021-07-200
参考资料
1.

希磁科技推出低成本、小体积、高性能电流传感器:STK-HD系列
.新浪网.2015-03-30[引用日期2015-03-31]

电测传感器:脑电波检测需要什么传感器

首先,我们应该先了解什么是脑电波。还要知道什么是传感器,脑电波(EEG)检测其实和在医院常见的心电图(ECG)原理很类似,都是利用电极来检测电压的变化。而传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。知道了这些,我们就可以很轻松的学阅读。
目前有两种传感器可以应用:微电流检测、微磁传感器。微电流传感器埋在大脑皮层下或贴在头皮上,检测大脑活动时产生的微电流变化;微磁传感器可以检测到大脑电流产生的磁场变化。前者已经应用了,后者由于技术复杂并且多周围电场变化也敏感,所以还在试验和庸庸开发阶段。由于后者可以非接触操作,因此更具有广泛的应用前景。
脑电波是大脑皮层大量神经元的突触后电位总和的结果。脑电波同步节律的形成与皮层丘脑非特异性投射系统的活动有关。
十九世纪末,德国的生理学家汉斯·柏格(Berger,Hans1924)看到电鳗发出电气,认为人类身上必然有相同的现象,而发现了人脑中电气性的振动。后来,研究脑波,才得知振动的存在。由于这和人类的意识活动有某种程度的对应,因而引起许多研究者的兴趣。
生物电现象是生命活动的基本特征之一,各种生物均有电活动的表现,大到鲸鱼,小到细菌,都有或强或弱的生物电。其实,英文细胞(cell)一词也有电池的含义,无数的细胞就相当于一节节微型的小电池,是生物电的源泉。
人脑中有许多的神经细胞在活动着,而成电器性的变动。也就是说,有电器性的摆动存在。而这种摆动呈现在科学仪器上,看起来就像波动一样。脑电波传感器可以更好的去测试大脑。让我们更深刻的去了解。脑中的电器性震动我们称之为脑波。用一句话来说明脑波的话,或许可以说它是由脑细胞所产生的生物能源,或者是脑细胞活动的节奏。

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