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浅道电压测量的多少种方式_电压测度,丈量仪器仪

发布时间: 2020-03-16

  【仪表网 仪表科普】在工业节制中,电流是闭环反应电流环中的主要参数,大师对电流测量都比较熟习,也比较器重。在实践中因为电压的测量不会间接参加到反馈掌握中,多半只用来监测电压的状况,以是人人念叨的较少。
   虽然电压测量不是控制范畴的配角,但不是弗成或缺。接上去谈谈在工业控造电路中电压测量的多少种方式:
   罕见的电压测度是采取电阻丈量,即正在被测电压面的两端并联年夜电阻,经过检测尺度电阻两头的电压去计算被测电压的巨细,如图1所示,经由过程检测标准电阻R3两真个电压V2,能够盘算出被测的下压电压V1。
 图1 电阻测量法
   这种串并联电阻的电压测量方法,电路结构简单,价格廉价,在高压测量如小功率UPS,变频器等设备中普遍使用。在使用中,需要留神并联电阻的阻值要远近高于被测电路阻抗,电阻过小会对被测电路分流过量,耗费功率。每每会是兆欧级,高阻值的电阻精度都不高,需要采用多个电阻串、并联的方式,一是可以降低单个电阻的阻值,二是可以增添精度。但串联的电阻越多,又需要考虑整体PCB板的布局以及占板面积和装置位置。另外,这种构造简单的测量办法,无奈实现电气上的隔离,除非后级增加隔离器件,但隔离器件的增长又增加了成本,偶然还需要考虑涂三防漆等以降低安规方面的风险。
   第发布种是采用电压传感器测量。今朝市道上用的比较多的直测型电压传感器有霍尔原理型。这一类传感器大多体积大,价钱偏偏高,也很易批量应用在对付本钱要求比较高的产业把持中,个别都用于机车牵引体系、风电变流系统等这类电压品级高,柜体空间比较大的场所。
   也有一些体积小的霍尔道理的电压传感器,利用霍尔闭环电流测量的道理,将电压的测量转换为电流,从而真现电压的隔离测量。这类传感器虽然体积小,可以焊接在PCB板上,也实现了电气的隔离。当心为了照料到交、直流的测量,都采用单电源供电,功耗比拟大。因为要加小体积,传感器设计时都邑把电压转换为电流的原边电阻外置。
   道到了外置的测量电阻,也是有必定的学识。除简略的按照被测电压的品级与传感器所要求的额点电流来拔取适合的阻值,借需要考虑配接电阻的功率,假如功率选的太小,会招致电阻发热严峻,不只硬套测量精度,也会有电阻过热烧坏的危险。别的如安在PCB板上结构这些电阻与电压传感器的地位,也会对测量粗度和牢靠性方里形成影响。
   那末在使用小型的霍尔原理电压传感器时,为了不电阻收热重大,很好天实现集热和删大安规间隔,提议采用多个电阻串联。凡是倡议采用图3的对称规划,以有用的避免或改良共模特征,对称结构即把外接电阻对称疏散安排在电压传感器的正背输进端,而不是采用图2这种只串连在个中一个输出端的圆式。
 图2                                图3
   固然依照图3的方法可以处理很多现实问题,然而,串接电阻取传感器外部电压转换电流的原边线圈,在物理意思上形成了RL电路,RL电路的存在也会下降传感器的带宽,那也是中置本边电阻霍尔电压传感器广泛带宽不高的起因,这类电压传感器的带宽平日皆不高于20kHz。
   这么看来,使用PCB型的霍尔原理电压传感器,加上配接的原边测量电阻,从器件的占板面积上与内置测量电阻的模块型电压传感器相称,不仅不削减,还会有测量电阻发热问题,在一些情况比较恶浊的场开全部电路板还需要涂三防漆来避免电腐化来降低保险风险。
   为懂得决电阻法没有隔离,霍我传感器体积年夜的问题,LEM公司开辟了小型化的光电隔离型电压传感器DVC1000-P(图4),实用于交、曲流电压的测量。从电气隔离的角度,躲免了电阻法后级输入须要减断绝器件的庞杂设想,从电路计划角量,防止了小体积霍尔电压传感器的PCB布板跟电阻发烧题目。传感器体积只要43x37x23.5mm。
   这种电压传感器采用单5V供电,不需要配接原边测量电阻,被测1000V的交直流电压可以直接接入电压传感器的输进端。单一的器件既可以节俭空间,又可以实现电气上的电压隔离测量,交换尽缘测试电压高达4.2kV rms/1min。别的DVC 1000-P另外一个比较凸起的上风是带宽,在-3db的情况下可以到达47kHz,可以满意对频响特性要求高的场合。
 图4
   这种新的电压传感器在设计上也充足斟酌了环保问题,契合日趋严厉的环保请求,不单单是选用材料和出产过程当中合乎RoHS和Reach指令要供,同时贪图的资料可以完成100%的可收受接管和再应用。
   固然,以上的几种电压测量方式各有利害,在使用中还需要联合现实情形来抉择合适的测量方式。特别是当初的工业控制的设计,不但仅是笔据一器件自身的机能来选型,更是要周全权衡系统的材料、设计、制作成本以及成套装备的全体特性等身分,高性价比的方式才是受欢送的。