電量隔離傳感器安裝方法

1、2、3、4、7腳：NC(禁用)；

5腳：VCC，輔助電源正端；

6腳：GND,輔助電源和電壓輸出公共接地端；

8腳：Vz，電壓輸出端； 9腳：Iy/Iz，電流輸出端；

產(chǎn)品采用DIN35導軌式安裝或螺釘固定安裝，其安裝尺寸如圖4所示。

額定輸入：0.5～10～100mA AC；

額定輸出：0～5Vdc；0～20mA；4～20mA；

輸出紋波：≤10mV；

精度：1.0級；

線性范圍：0～120%；

響應時間：≤300mS ；

隔離耐壓： 2500V DC/1分鐘；

工作溫度：-20℃～ 70℃；

由于電量隔離傳感器產(chǎn)品的被檢測對像主要是電流和電壓信號，所以下面主要介紹常見電流和電壓信號的檢測原理。

1 工頻交流信號檢測原理

工頻交流信號又分為工頻交流電壓和工頻電流信號。,圖1為工頻交流電流信號的檢測原理框圖，圖2為工頻交流電壓信號的檢測原理框圖，由CT和PT對信號進行隔離，電流為穿孔輸入方式，電壓為端子接線輸入方式。

其中，CT為電流互感器，PT為電壓互感器，CT輸出一般為5A、PT輸出一般為100V，經(jīng)整流放大等調(diào)理電路之后，輸出一般為0~5V或4~20mA。

2、直流信號檢測原理

直流信號分為直流電壓和直流電流，直流電流一般是通過電阻取樣，直流電壓一般用電阻降壓處理。由一個隔離電源向前置放大器供電。

由上述原理框圖3可以看出，不論是交流信號還是直流信號，輸入輸出都是完全隔離的，一般，現(xiàn)場輸入信號都是大電流或高電壓，這樣電量隔離傳感器就可以把現(xiàn)場信號與低壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完全隔離，避免系統(tǒng)受到強信號的干擾，從而提高系統(tǒng)的可靠性。

3、變頻電量隔離傳感器

考慮到變頻電量測量現(xiàn)場電磁環(huán)境較復雜，適宜采用數(shù)字量輸出傳感器。數(shù)字量傳輸采用光纖傳輸，一方面可以避免傳輸過程受電磁干擾的影響，另一方面又可在一次與二次回路之間建立電氣隔離。

變頻電量隔離傳感器習慣稱為變頻電量傳感器或變頻電量變送器，對于數(shù)字量輸出的變頻電量傳感器，一般分為變頻電壓傳感器、變頻電流傳感器和變頻功率傳感器。

通過對變頻電量傳感器輸出的高速采樣的數(shù)字量進行分析、運算，可獲取被測變頻電量的基波有效值、真有效值、諧波、基波功率、有功功率等參數(shù)。

1、輸入電量與輸出模擬信號或數(shù)字信號之間有必要的電氣隔離；

2、供電電源與輸入電量之間有必要的電氣隔離；

3、輸入信號與一次回路連接，輸出信號與二次儀表連接；

4、當輸出為數(shù)字編碼信號時，一般滿足相關協(xié)議要求。

電量隔離傳感器/變送器是針對工程中的電量檢測(監(jiān)測)，提高系統(tǒng)的整體抗干擾能力，而研制開發(fā)的一種小體積，高性能的電信號量測部件或模塊。 電量隔離傳感器/變送器可以對現(xiàn)場的大電流，高電壓，功率，頻率，相角，電度等電參量進行隔離測量和變換，也可以對各種微弱信號(如各種橋路信號)

進行隔離放大和變換，將其調(diào)理后，變換成符合國際通用標準的電壓，電率等模擬信號或變換成數(shù)字量，開關量狀態(tài)等信號輸出。這些輸出信號可以和傳統(tǒng)的指針式儀表相接，也與現(xiàn)代的數(shù)字式自控儀表，各種A/D轉換器以及計算機系統(tǒng)直接配接，從而可以形成一個組成高可靠的工業(yè)檢測(監(jiān)測)或控制系統(tǒng)。 由于電量隔離傳感器在應用中，用戶不需做二次開發(fā)工作，高電壓或大電流信號可以直接接入產(chǎn)品，(通過端子，插針輸入或穿孔方式輸入)，就可以得到相應的輸出信號。因此電量隔離傳感器作為信號調(diào)理，隔離和變換功能摸塊，是工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中比較理想的變送器產(chǎn)品。 隨著科學技術的不斷發(fā)展，工業(yè)控制或檢測(監(jiān)測)系統(tǒng)對電量隔離傳感器的要求也越來越高，特別是在產(chǎn)品的穩(wěn)定性，檢測精度和功能方面。由于數(shù)字化產(chǎn)品不論其性能還是功能，如非線性校正和小信號處理方面，模擬產(chǎn)品是不可比擬的。因此，電量隔離傳感器的數(shù)字化是一種必然趨勢。

簡介

電量隔離傳感器/變送器是針對工程中的電量檢測(監(jiān)測)，提高系統(tǒng)的整體抗干擾能力，而研制開發(fā)的一種小體積、高性能的電量測試部件(產(chǎn)品)。

電量隔離傳感器/變送器可以對現(xiàn)場的大電流、高電壓、功率、頻率、相角、電度等電參量進行隔離測量和變換，也可以對各種微弱信號(如各種橋路信號)進行隔離放大和變換，將其調(diào)理后，變換成符合國際通用標準的電壓、電流、頻率等模擬信號或變換成數(shù)字量、開關量狀態(tài)等信號輸出。這些輸出信號可以和傳統(tǒng)的指 針式儀表相接，也與現(xiàn)代的數(shù)字式自控儀表、各種A/D轉換器以及計算機系統(tǒng)直接配接，從而可以形成一個高可靠的工業(yè)檢測(監(jiān)測)或控制系統(tǒng)。

由于電量隔離傳感器在應用中，用戶不需做二次開發(fā)工作，高電壓或大電流信號可以直接接入產(chǎn)品，（通過端子、插針輸入或穿孔方式輸入），就可以得到相應的輸出信號。因此電量隔離傳感器作為信號調(diào)理、隔離和變換功能摸塊，是工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中比較理想的變送器產(chǎn)品。

能感受被測電壓、電流或電壓和電流等電量信號并轉換成可用輸出信號的測量裝置。

電量隔離傳感器數(shù)字化技術

交流信號數(shù)字式電量隔離傳感器一般由電壓/電流傳感器、信號調(diào)理、隔離放大、AD采樣、微處理器、通訊接口等部分組成。

電壓、電流傳感器依據(jù)測量信號特點可以是電壓互感器、電流互感器、霍爾電壓傳感器、霍爾電流傳感器、羅氏線圈等等；

微處理器是產(chǎn)品數(shù)字化的核心部分，一般都選用帶A/D轉換器的單片機，如PIC16C74、MSP430或ADCUC812等，因此，電路可以很簡單。如果選ADUC812單片機，則可以直接輸出0~5V電壓信號，因為其內(nèi)部包含有兩個12位的D/A轉換器；

通訊接口部分是數(shù)字信號輸出的變換電路，廣泛采用的是RS-485總線接口，最常用的接口芯片為ADM483，它可以最多掛接32個節(jié)點，當然也有許多其它類似芯片。RS-232接口一般有兩種方式實現(xiàn)，一種就是在RS-485網(wǎng)絡總線上加一個RS-485/RS-232轉換器，另一種就是，直接把RS-232接口芯片放在產(chǎn)品中，后一種的缺點就是產(chǎn)品的應用將受到限制，不能組成網(wǎng)絡結構，只能點對點通訊。CAN-BUS是發(fā)展較快的一個總線，其優(yōu)點是傳輸距離遠，可以達到10km，不會出現(xiàn)總線沖突，多主工作方式，通訊協(xié)議通用性好，當然其成本較高。采用光纖傳輸?shù)耐ㄓ嵔涌诰哂休^強的電磁兼容能力，適用復雜電磁環(huán)境下的高精度測量。

軟件主要包含三個功能模塊，數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和通訊協(xié)議。其中數(shù)據(jù)采集主要就是讀取A/D的轉換結果，由于單片機自帶A/D，因此程序比較簡單；

數(shù)據(jù)處理主要完成交流變直流的運算，由于單片機的運算速度有限，因此我們采用頻率跟蹤法，來完成變換的計算；

通訊協(xié)議一般由用戶選定，如MODBUS協(xié)議，ASCII格式等。

電量隔離傳感器的趨勢

由于數(shù)字式電量隔離傳感器可以直接輸出數(shù)字量，對于許多應用系統(tǒng)可以省去A/D采集模塊，所以，可以降低系統(tǒng)成本。因此，電量隔離傳感器的數(shù)字化，不僅提高產(chǎn)品穩(wěn)定性，還可以使用戶進一步降低成本。

由于電量隔離傳感器產(chǎn)品種類較多，本文僅介紹了一種交流信號電量隔離傳感器數(shù)字化技術。電量隔離傳感器實現(xiàn)數(shù)字化的方法較多，最普遍的是采用單片機技術，因為它的應用很靈活，可以實現(xiàn)各種不同功能。隨著集成電路不斷發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了許多專用的芯片，如電度表產(chǎn)品，已有許多專用芯片可選，有數(shù)字接口也有脈沖輸出等。

當電量傳感器 輸出信息滿足某種標準要求時，也稱電量變送器。

隨著科學技術的不斷發(fā)展，工業(yè)控制或檢測(監(jiān)測)系統(tǒng)對電量隔離傳感器的要求也越來越高，特別是在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、檢測精度和功能方面。由于數(shù)字化產(chǎn)品不論其性能還是功能，如非線性校正和小信號處理方面，模擬產(chǎn)品是不可比擬的。因此，電量傳感器的數(shù)字化是一種必然趨勢。具有傳感檢測、傳感采樣、傳感保護的電源技術漸成趨勢，檢測電流或電壓的傳感器便應運而生并在我國開始受到廣大電源設計者的青睞。

一 計量器具

1 傳感器 ARCM-NTC傳感器ARCM-NTC　直接作用于被測量，并能按一定規(guī)律將其轉換為同種或別種量值輸出的器件。

2 變送器 P/Q組合變送器BD-3P/Q/Ⅰ　輸出為標準信號的傳感器。

3 檢測器　用于指示某種特定量的存在而不必提供量值的器件或物質。

4 電量隔離傳感器　在被測電量與輸出信號之間，采用非電媒體進行隔離，把被測電量轉換成規(guī)定電信號的傳感器。

二 測量

1 被測量　受到測量的量。

2 影響量　不是被測對象但卻影響被測量值或計量器具示值的量。　如：測量交流電壓時的頻率。　三 計量器具特性

1 準確度　計量器具給出接近于被測量真值的示值的能力。

2 準確度等級　(符合一定的計量要求，使其誤差保持在規(guī)定極限以內(nèi)的)計量器具的等級或級別。

3 量程　測量范圍的上下限之差的模。　|上限值-下限值|

4 標準工作條件(參比工作條件)　為進行性能試驗或為保證測量結果能有效地相互比對 而規(guī)定的計量器具的使用條件?！∪纾簠⒈葴囟确秶?5℃～35℃

5 額定工作條件　為了使計量器具規(guī)定的計量特性處于給定的極限之內(nèi) 而規(guī)定的正常使用條件?！∪纾侯~定溫度范圍0℃～50℃

6 極限工作條件　為了使計量器具不致造成損壞或計量特性永久性降低而規(guī)定的極端條件。　如：極限溫度范圍-10℃～ 70℃

7 標稱值　標注在器具上用以標明其特性或指導使用的值?！∪纾簶俗⒃陔娮枭系碾娮柚担来a值，傳感器標簽上的輸出值。

8 額定輸入值　為了使計量器具規(guī)定的計量特性處于給定的極限之內(nèi) 而規(guī)定的計量器具的輸入值或輸入范圍。

四 測量誤差

1 絕對誤差　測量結果與被測量的真值(預期值、理想值)之差。

2 相對誤差　測量的絕對誤差與被測量的真值之比。

3 誤差的絕對值　不考慮正負號的誤差值。

五 計量器具的誤差

1 基本誤差(固有誤差)　計量器具在標準條件下所具有的誤差。　如：線性誤差、紋波、響應時間、回程誤差等。

2 附加誤差(影響量誤差)　計量器具在非標準條件下所具有的誤差。　如：溫度影響、濕度影響、輔助電源影響、被測量頻率影響、被測量電壓影響、　被測量功率因數(shù)影響等原因產(chǎn)生的誤差?！? 引用誤差　計量器具的絕對誤差與其量程之比。

4 線性誤差　標準曲線與規(guī)定直線之間的最大偏差。

5 回程誤差　在相同條件下，被測量值不變，計量器具行程方向不同其示值之差的絕對值。

6 量化誤差　被測量的實際階梯特性與理想特性的偏差。

六 值

1 有效值：瞬時值的平方在一周期內(nèi)的平均值的平方根?；蛟弧熬礁怠薄！rms = = Vp = 0.707 Vp　 2 平均值：瞬時值在半個周期內(nèi)的平均值?！avg = = Vp = 0.636 Vp