功率變送器通用框圖

圖1中所示為功率變送器的通用框圖，依據(jù)所采用的技術(shù)，圖1中列出的所有部件并非均不可缺少。圖1中的變送器測量一路電壓和一路電流信號，通常，該電壓和電流信號的乘積為被測回路的有功功率。

對于模擬量輸出功率變送器而言，一次轉(zhuǎn)換器輸出為與被測參量成函數(shù)關(guān)系的模擬量信號，傳輸系統(tǒng)為電纜，模擬信號經(jīng)傳輸系統(tǒng)與二次儀表相連。

對于數(shù)字量輸出功率變送器而言，一次轉(zhuǎn)換器輸出與輸入電壓、電流信號的瞬時值成正比的數(shù)字編碼信號及運算需要的其它信息，傳輸系統(tǒng)可以是電纜、光纖或無線系統(tǒng)。數(shù)字編碼信號經(jīng)過傳輸系統(tǒng)與數(shù)字量輸入的二次儀表相連，二次儀表對數(shù)字量進行運算處理，可以得到與被測回路相關(guān)的所有參數(shù)：電壓、電流的真有效值、基波有效值、基波頻率、基波有功功率、總有功功率、諧波電壓、諧波電流及諧波功率等。

功率變送器模擬量輸出

輸入、輸出、電源三端口相互隔離。

線性度好，精度高。

自動校零及優(yōu)良的溫度特性，保證儀器長期工作穩(wěn)定性，使變送器免于定期校驗。

所在參數(shù)均采用數(shù)字化校準(zhǔn)。摒棄了常規(guī)電位器模擬調(diào)整，簡化了硬件電路，提高整機可靠性和穩(wěn)定性。

完善的電磁兼容設(shè)計，具有極強的抗電磁干擾能力。

全面采用SMT器件，使產(chǎn)品具有體積小，功耗小，重量輕的優(yōu)點。

功率變送器數(shù)字量輸出

輸入與電源、輸出互相隔離。對于采用光纖傳輸?shù)墓β首兯推?，光纖既起到傳輸作用，又

起到隔離作用。并可完全避免傳輸環(huán)節(jié)的損耗與干擾，適合各種復(fù)雜電磁環(huán)境下的高精度測量；

數(shù)字量輸出變送器方便網(wǎng)絡(luò)化、智能化應(yīng)用。

數(shù)字量輸出的功率變送器可與傳輸系統(tǒng)、上位機等一起構(gòu)成虛擬儀器，虛擬儀器的功能及顯示方式由軟件決定，可實現(xiàn)多參數(shù)的數(shù)值、儀表、實時波形、趨勢曲線、柱形圖、餅圖、矢量圖等等顯示方式。

功率變送器模擬量輸出

輸入：單相、三相三線、三相四線 電流 0～5A直接輸入或CT次極輸入　 電壓 0～380V直接輸入或PT次極輸入輸出：功率變送輸出DC4～20mA或用戶指定規(guī)格；

電能以光耦集電極開路輸出或繼電器無源接點輸出，正、負向各一路。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 13850-1998、IEC688：1992

準(zhǔn)確度：0.2%、0.5%

整機功耗：≤5VA

工作穩(wěn)定性：<0.2%（年）

工頻耐壓：輸入/輸出/電源間：AC2kV/min.1mA

絕緣電阻：≥20MΩ（DC500V）

沖擊電壓：5KV（峰值），1.2/50us

響應(yīng)時間：≤300ms

儲藏條件：-40～70℃、20～95%（無凝露）

工作環(huán)境：-10～50℃、20～90%（無凝露）

安裝方式：35mmDIN導(dǎo)軌卡裝或用2×M4×15螺釘緊固

功率變送器數(shù)字量輸出

※輸入、輸出、輔助電源接線必須正確，不能錯位。

※使用環(huán)境應(yīng)無導(dǎo)電塵埃和無腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體存在，海拔高度小于2500米。

※產(chǎn)品出廠時已調(diào)校好零點和精度，請勿隨意調(diào)整。

* 注意產(chǎn)品標(biāo)簽上的輔助電源信息，變送器的輔助電源等級和極性不可接錯，否則將損壞變送器；

* 變送器為一體化結(jié)構(gòu)，不可拆卸，同時應(yīng)避免碰撞和跌落；

* 變送器在有強磁干擾的環(huán)境中使用時，請注意輸入線的屏蔽，輸出信號應(yīng)盡可能短。集中安裝時，最小安裝間隔不應(yīng)小于10mm；

* 本系列變送器內(nèi)部未設(shè)置防雷擊電路，當(dāng)變送器輸 入、輸出饋線暴露于室外惡劣氣候環(huán)境之中時，應(yīng)注意采取防雷措施；

* 本產(chǎn)品采用阻燃ABS塑料外殼封裝，外殼極限耐受溫度為 85℃，收到高溫烘烤時會發(fā)生變形，影響產(chǎn)品性能。產(chǎn)品請勿在熱源附近使用或保存，請勿把產(chǎn)品放進高溫箱內(nèi)烘烤；

功率變送器（Power transmitter），是一種將輸入電壓、電流信號變換為與有功功率、無功功率、功率因數(shù)等參量成固定函數(shù)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)量輸出的、方便二次設(shè)備使用的測量裝置。

根據(jù)輸出標(biāo)準(zhǔn)量為模擬量或數(shù)字量可分為模擬量輸出功率變送器和數(shù)字量輸出功率變送器。一般而言，模擬量輸出功率變送器只能輸出如有功功率或功率因數(shù)等一種參量，而數(shù)字量輸出變送器可同時輸出需要的電壓、電流、頻率、有功功率、功率因數(shù)、諧波等各種參量。

功率變送器主要由三相隔離采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換器、單片機、DSP器件、D/A轉(zhuǎn)換器、定標(biāo)放大器和專用厚膜集成V/I轉(zhuǎn)換器組成。

三相交流輸入信號經(jīng)三相隔離采樣電路后，形成三相電流、三相電壓信號的共地跟蹤電壓信號，在單片機控制下由A/D轉(zhuǎn)換器對其進行多點同步采樣，采樣得到的數(shù)據(jù)由DSP器件按電工原理計算出被測信號的三相有功功率(數(shù)字量)，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器把代表三相功率的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬量，由定標(biāo)放大器放大、定標(biāo)后，形成直流電壓輸出VZ;VZ輸出經(jīng)專用厚膜集成V/I變換器后形成0～20mA或4～20mA直流電流輸出IZ。

本系列產(chǎn)品的關(guān)鍵是計算機軟件和運行速度。為了保證功率測量的真實性，必須保證各路電壓、電流信號同時被采樣;為了保證功率測量的準(zhǔn)確性，必須保證在一個正弦波時間間隔內(nèi)采樣點數(shù)足夠多(一般來說采樣點數(shù)應(yīng)大于20)。采樣點數(shù)多、數(shù)據(jù)量大，就對計算速度提出了高的要求，必須保證計算程序在一個正弦波周期內(nèi)完成全部運算。

在計算機軟件控制下，傳感器可以直接輸出測得的功率數(shù)據(jù)，

三相三線電路：P=UAB×IA×COSφ UBC×IB×COSφ

三相四線電路：P=UA×IA×COSφ UB×IB×COSφ UC×IC×COSφ

這時輸出信號是帶方向的，比如WBP311P71 2.5V±2.5V直流電壓輸出的傳感器。當(dāng)功率輸入為0時，傳感器功率輸出值為2.5V;當(dāng)三相電流正向流動時，傳感器功率輸出值從2.5V基礎(chǔ)上增加，輸入達額定值時，功率輸出值為5V;當(dāng)三相電流反向流動時，功率輸出值從2.5V基礎(chǔ)上減少，輸入達額定值時，功率輸出值為0V。

在計算機軟件控制下，傳感器可以輸出測得的功率數(shù)據(jù)的絕對值，

三相三線電路：P=│UAB×IA×COSφ UBC×IB×COSφ│

三相四線電路：P=│UA×IA×COSφ UB×IB×COSφ UC×IC×COSφ│

這時輸出信號是不帶方向的，比如WBP312P71 0～5V直流電壓輸出的傳感器。當(dāng)功率輸入為0時，傳感器功率輸出值為0V;當(dāng)三相電流同時改變方向時，傳感器的功率輸出值保持不變。

厚膜集成V/I轉(zhuǎn)換器是我公司配套開發(fā)的專用器件，它把直流電壓信號變換為0～20mA直流電流輸出。配加高穩(wěn)定的偏置電路后，可以形成4mA～20mA輸出。