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發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:115
壓電材料作為感知電力設(shè)備放電、振動等信號的關(guān)鍵材料,在電力設(shè)備振動監(jiān)測、放電檢測、探傷、溫度測量、電壓傳感等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
壓電材料在壓電傳感器件中的應(yīng)用多種多樣,其核心在于機械能和電能的相互轉(zhuǎn)換:壓電材料受機械振動(壓電振動傳感器)、聲波傳導(dǎo)(壓電聲傳感器)等機械外力作用時晶格形變,引起極化狀態(tài)的變化,輸出傳感電信號,或通過對壓電材料受電場作用產(chǎn)生的形變進行測量來反映電場大小(壓電電壓傳感器)。
壓電電壓傳感器工作原理如圖1所示,其主要基于逆壓電效應(yīng),將施加于壓電材料上的電信號轉(zhuǎn)換為位移或者形變信號,再進一步通過其他方式進行檢測,進而實現(xiàn)對電壓信號的量測。
圖1 壓電電壓傳感器檢測示意圖
壓電電壓傳感器可分為基于應(yīng)力檢測的壓電電壓傳感器、基于光檢測的壓電電壓傳感器和基于電容值檢測的壓電電壓傳感器。
1 基于應(yīng)力檢測的壓電電壓傳感器
壓電電壓傳感器研究早期,K.Kawamura等使用壓力傳感器對壓電材料的電致應(yīng)變進行檢測,如圖2所示。檢測電壓峰值可達(dá)26kV,測量誤差小于2%,頻率測量范圍0~2.5kHz。但此類傳感器檢測范圍和精度易受附加壓力傳感器限制,且需額外電源供電,增加了電壓傳感器的復(fù)雜性,難以滿足新型傳感器小型化、無源、抗干擾能力強等要求,實際應(yīng)用困難。
圖2 基于應(yīng)力檢測的壓電電壓傳感器
2 基于光檢測的電壓傳感器
相比于基于應(yīng)力檢測,通過利用無源光學(xué)器件測量壓電材料形變更為便捷。K.M.Bohnert等將石英壓電晶體與雙模光纖聯(lián)用,通過檢測光纖中的相干光相位變化對壓電材料形變進行測量,頻率測量范圍50Hz~11kHz,測量電壓高達(dá)520kV,但其設(shè)備體積較為龐大;另有研究人員聯(lián)用PZT等高壓電性能陶瓷多晶與光柵器件,將難以準(zhǔn)確測量的壓電材料形變轉(zhuǎn)換為光柵中心波長變化進行檢測,有效提高了測試精度。
G. Fusiek等使用多個厚度為4mm的PZT壓電陶瓷片構(gòu)成疊層結(jié)構(gòu),以放大壓電陶瓷在同等電壓下的位移大小。傳感器最大量程5kV,頻率測量范圍50Hz~20kHz。研究者采用外加鋁制結(jié)構(gòu)對壓電陶瓷到光纖光柵的位移進行傳遞,減小了對單個壓電陶瓷片厚度的要求,但位移的多次傳遞可能引入額外的測量誤差。
3 基于電容值檢測的電壓傳感器
此外,Xue Fen等將兩層極化方向相反、兩端固定的PVDF壓電薄膜疊加成電容的上電極,外加固定的電容下電極組成壓電式電壓傳感器。當(dāng)外加電場變化時,PVDF薄膜發(fā)生彎折電容極板結(jié)構(gòu)變化,導(dǎo)致電容值發(fā)生變化,通過實時測量電容值來反推外加電場的信息。
盡管壓電聚合物薄膜(PVDF)在厚度方向的伸縮振動諧振頻率遠(yuǎn)高于普通壓電陶瓷,可獲得接近10MHz寬頻帶響應(yīng)和22kV/cm的測量量程,但由于其壓電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通的壓電陶瓷,形變通常在nm級,即使使用光學(xué)器件也很難對其檢測,因此使用PVDF進行電壓/電場傳感研究的難點在于將微納級形變轉(zhuǎn)換為其他可測、易測的物理量。
本文編自2021年第7期《電工技術(shù)學(xué)報》,論文標(biāo)題為“壓電材料與器件在電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用”,作者為姚睿豐、王妍 等。
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安科瑞電子商務(wù)(上海)有限
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工業(yè)自動化配電柜電流傳感器隔離輸出0-5V
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BA10-AI/I
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東莞市豪帝工業(yè)自動化設(shè)備有
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東莞TURCK授權(quán)代理,turck電感式傳感器
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東莞TURCK授權(quán)代理,turck電感式傳感器防護等級IP68抗磁場干擾可以直接安裝在金屬上3線直流, 10…30 VDC常開,pnp輸出
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環(huán)球電氣之家
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WCS2B-LS221-
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秦皇島維克托國際貿(mào)易有限公
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德國Autoflame 壓力傳感器
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德國Autoflame 壓力傳感器主體參數(shù)· 品牌:Autoflame· 產(chǎn)地:ENGLAND· 描述:Autoflame 壓力傳感器 MM· 名稱:壓力傳感器· 商品
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天津西納智能科技有限公司
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美國Echometer壓力傳感器
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上海祥樹歐茂機電設(shè)備有限公
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短貨期供應(yīng)VEGA傳感器
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短貨期供應(yīng)VEGA傳感器。VEGA 是從事過程工業(yè)測量技術(shù)的跨國廠商。其產(chǎn)品系列包括測量物位,限位和壓力傳感器以及用于集成到過程處理系統(tǒng)的儀表和軟件。VEGA在擁
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VEGABAR 82 B82.AXE6DAGGHH
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希而科工業(yè)控制設(shè)備(上海)
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JungmichelISL 150S
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JungmichelISL 150S
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山東利達(dá)信儀器儀表設(shè)備有限
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負(fù)壓傳感器
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LDX-TYH-CYT-114
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北京中西遠(yuǎn)大科技有限公司
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瓦 斯傳感器
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CT1-KGJ16B
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江蘇久創(chuàng)電氣科技有限公司
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JC-OM400-02 UHF外置式傳感器
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JC-OM400-02 UHF外置式傳感器用于GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng),可實現(xiàn)對GIS腔體內(nèi)部的局部放電信號檢測。
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安科瑞電氣股份有限公司
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CTDS系列直流電壓傳感器是一種利用光電隔離原理將被測直流電壓轉(zhuǎn)換成將原邊電壓轉(zhuǎn)換成與原邊電壓成比例輸出的直流電流或直流電壓信號的測量模塊,原副邊之間高度
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ACTDS-DV
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江蘇安科瑞電器制造有限公司
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安科瑞新品推薦JDG4-0.5電壓互感器
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安科瑞新品推薦JDG4-0.5電壓互感器
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JDG4-0.5電壓互感器
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溫州海匠電子科技有限公司
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位移傳感器模擬量線性接近開關(guān)
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位移傳感器模擬量線性接近開關(guān)XJ18-3010NPU
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XJ18-3010NPU
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秦皇島博創(chuàng)國際貿(mào)易有限公司
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Wuntronic 傳感器
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Wuntronic 傳感器
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3-2551-P0 GF
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陜西明瑞克自動化設(shè)備有限公
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微差壓傳感器 日本長野計器NAGANOKEIK
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KL11系列
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秦皇島維克托國際貿(mào)易有限公
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WKTZJM供應(yīng)美國Pace Scientific電壓傳感器
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WKTZJM供應(yīng)美國Pace Scientific電壓傳感器Pace Scientific成立于1991年,專注于開發(fā)和生產(chǎn)的便攜式數(shù)據(jù)記錄器,傳感器等軟件。公司長期生產(chǎn)和供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的傳感器產(chǎn)
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P1010
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秦皇島維克托國際貿(mào)易有限公
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Q法國MEMSCAP壓力傳感器
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Q法國MEMSCAP壓力傳感器MEMSCAP 是一家 MEMS 產(chǎn)品綜合設(shè)計制造商(公司自產(chǎn))。公司供應(yīng)擁有權(quán)的基于 MEMS 的高附加值芯片、整裝部件和模塊。
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SP82 Absolute
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秦皇島維克托國際貿(mào)易有限公
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Q美國AUTOTRAN壓力傳感器
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Q美國AUTOTRAN壓力傳感器AUTOTRAN自1985年以來一直制造壓力傳感器,傳感器主要用于中低氣流/壓力應(yīng)用。
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Series 750
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美國All Sensors壓力傳感器
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美國All Sensors壓力傳感器微型系列壓力傳感器基于專有技術(shù),可以減小傳感器的尺寸并保持較高的性能。該模型提供具有的輸出失調(diào)特性的校準(zhǔn)毫伏輸出。與傳統(tǒng)的補
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SPM 402 Series
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美國CONOFLOW傳感器
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奧地利Martinek傳感器
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奧地利Martinek傳感器品牌介紹:Martinek成立于1988年,是為復(fù)雜測量系統(tǒng)提供高質(zhì)量,不同尋常的測量和測試技術(shù)的供應(yīng)商。
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德國SIM氫傳感器
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英國Delta-T傳感器
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意大利IDRONAUT壓力傳感器
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美國HITEC溫度傳感器
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美國HITEC溫度傳感器品牌介紹:HITEC Sensor Developments成立于1971年,位于美國,擁有超過40多年的傳感器產(chǎn)品及解決方案和工程服務(wù)的經(jīng)驗。
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濟寧寶盛信息科技有限公司
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LV25-P電壓傳感器原裝LEM
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瑞士LEM生產(chǎn),LV系列電壓傳感器
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LV25-P
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瑞士IST傳感器
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瑞士IST傳感器品牌介紹:IST AG從事薄膜和厚膜鉑和鎳RTD 溫度傳感器,熱質(zhì)量流量傳感器,電容式濕度傳感器,電導(dǎo)率傳感器和生物傳感器的開發(fā)和制造。
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德國goerlich傳感器
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德國goerlich傳感器品牌介紹:goerlich成立于1981年,已經(jīng)從一家商業(yè)企業(yè)發(fā)展成為了為工業(yè)和市政部門的水和廢水測量技術(shù)領(lǐng)域提供傳感器,測量設(shè)備和系統(tǒng)組件的合
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美國Geospace地震儀傳感器
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美國Geospace地震儀傳感器品牌介紹:Geospace Technologies總部位于德克薩斯州,自1980年以來,一直在開發(fā)用于地震數(shù)據(jù)采集的創(chuàng)新產(chǎn)品,這是石油和天然氣行業(yè)尋求
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立林高壓電氣有限公司
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支柱絕緣子式電壓傳感器
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支柱絕緣子式電壓傳感器本產(chǎn)品是采用環(huán)氧樹脂自動壓力凝膠工藝(簡稱APG工藝)成型的新型電壓傳感器。適用于戶內(nèi)3.6~40.5kV,頻率50/60Hz的戶內(nèi)高壓電氣設(shè)備中
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帶電顯示器傳感器
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帶電顯示器傳感器通過抽壓電容壓棒,從高壓帶電回路中抽取一定的電壓作為顯示和閉鎖電源,來反映裝置的帶電狀態(tài)并能強制閉鎖開關(guān)門,電壓指示和強制閉鎖均受同一
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高壓帶電顯示器裝置傳感器
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高壓帶電顯示器裝置傳感器通過抽壓電容芯棒,從高壓帶電回路中抽取一定的電壓作為顯示和閉鎖的電源,用于反映裝置設(shè)置處的帶電狀態(tài),并能強制閉鎖開關(guān)網(wǎng)門。電壓
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CG5-10Q/95X140
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電壓傳感器
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本詞條由“科普中國”科學(xué)百科詞條編寫與應(yīng)用工作項目
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。
電壓傳感器是指能感受被測電壓并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。在各種自動檢測、控制系統(tǒng)中,常需要對高速變化的交、直流電壓信號做跟蹤采集,對于比較復(fù)雜的電壓波形做頻譜分析。
[1]
中文名
電壓傳感器
外文名
voltage sensor
作 用
測量電壓
類 型
電壓互感器、霍爾電壓傳感等
應(yīng) 用
半導(dǎo)體保護等
學(xué) 科
檢測學(xué)
目錄
1
簡介
2
原理
3
分類
4
要求
5
選用原則
電壓傳感器簡介
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語音
電壓傳感器是能感受被測電壓并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。在各種自動檢測、控制系統(tǒng)中,常常需要對高速變化的交、直流電壓信號作跟蹤采集,對于比較復(fù)雜的電壓波形作頻譜分析。這類信號可能是高電壓、大電流等強電,也可能是負(fù)載能力很差的弱電或幅值很小的信號。在這些情況中,就需要采用合適的電壓傳感器對不能直接測量或不匹配的電壓信號進行采集,從而得到標(biāo)準(zhǔn)化、電氣隔離的電壓信號。
電壓傳感器
隨著越來越多新技術(shù)的發(fā)展,電壓傳感器也得到了進一步發(fā)展和應(yīng)用。例如傳動系統(tǒng)的變頻器和整流器、不間斷電源、有源濾波器、無功補償、電池充放電、半導(dǎo)體保護、驅(qū)動保護等設(shè)備或系統(tǒng)中,大量使用了各種各樣的電壓傳感器。電壓傳感器的作用是自動檢測電壓,從而使我們能夠?qū)υO(shè)備或系統(tǒng)的電壓進行控制和顯示,必要時采取過電壓、欠電壓等自動保護措施。
電壓傳感器原理
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語音
對于交流電壓測量,可用電壓互感器作為傳感元件,即使用一臺電壓互感器將被測電壓降至到可利用的低電壓,然后通過相關(guān)電路變換成與被測電壓成線性關(guān)系的直流電壓送入到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和A/D轉(zhuǎn)換器。當(dāng)被測電壓為直流電壓時,可用分壓電阻作為傳感元件,并聯(lián)在被測元件兩端的電阻值應(yīng)足夠大(一般應(yīng)控制在消耗功率小于被測電機額定功率的1/1000以下)),以盡可能地減少該回路電流產(chǎn)生的損耗給測量值造成的影響,對于低壓電機,應(yīng)在10KΩ左右。取該被測電壓在電阻上的一部分電壓降作為信號,直接送入到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和A/D轉(zhuǎn)換器。
[2]
電壓傳感器分類
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語音
電壓傳感器的作用是自動檢測電壓,從而使我們能夠?qū)υO(shè)備或系統(tǒng)的電壓進行控制和顯示,必要時采取過電壓、欠電壓等自動保護措施。常用的電壓傳感器根據(jù)其不同的工作機理和應(yīng)用范圍大致可以分為:電壓互感器、霍爾電壓傳感器以及光纖電壓傳感器等幾種主要類型。(1)電壓互感器。隨著電力系統(tǒng)容量的日益擴大和電網(wǎng)電壓運行等級的不斷提高,電壓互感器已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中電能計量和繼電保護的重要設(shè)備之一,其測量精度及可靠性對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行有著重要的影響。電壓互感器安裝在電力系統(tǒng)中一次與二次電氣回路之間,其主要功能就是按照一定的比例將輸電線路上的高電壓,降低到可以用儀表直接測量的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,以便電壓測量儀表直接進行測量;電壓互感器除用作測量外,還可與繼電保護和自動裝置配合,對電網(wǎng)各種故障進行電氣保護和自動控制。電壓互感器實現(xiàn)一、二次系統(tǒng)的電氣隔離。(2)霍爾電壓傳感器。霍爾電壓傳感器是當(dāng)今電子測量領(lǐng)域中應(yīng)用最多的傳感器件之一,可廣泛應(yīng)用于電力、電子、交流變頻調(diào)速、逆變裝置、電子測量和開關(guān)電源等諸多領(lǐng)域。霍爾電壓傳感器是一種能夠隔離主電流回路與電子控制電路的電壓檢測元件,具備優(yōu)越的電性能,同一只檢測元件既可以檢測交流也可以檢測直流,甚至可以檢測瞬態(tài)電壓峰值,是有望替代傳統(tǒng)互感器的新一代產(chǎn)品。霍爾電壓傳感器按照不同的工作原理又可以分為:磁平衡式電壓傳感器、磁調(diào)制式電壓傳感器、光電隔離式電壓傳感器、高阻隔離式電壓傳感器。(3)光纖電壓傳感器。光纖電壓傳感器是新一代具有極強的生命力和競爭力的電壓檢測裝置。光纖電壓傳感器主要由光源、傳感頭、光電轉(zhuǎn)換及信息處理電路、計算機采集系統(tǒng)組成。光纖電壓傳感器采用非金屬晶體作為傳感頭,光纖作為傳感介質(zhì),使電網(wǎng)與測量電路能有效隔離,從而避免二次短路的危險。光纖電壓傳感器由于其傳感機理,具有不存在磁飽和、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點;它利用光纖傳遞信息,抗干擾能力強,還能起到測量回路和高壓回路電氣隔離的作用,因而絕緣結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)互感器簡單,并能減小體積、質(zhì)量,有著傳統(tǒng)電磁式互感器無法比擬的優(yōu)點。
[1]
電壓傳感器要求
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利用電壓傳感器對電壓進行測量,一般要求所采集到的電壓信號與被測電壓量在幅值上成比例,兩者的相角完全相同或相差極小。此外,對于電壓傳感器還有以下的基本要求。(1)電壓傳感器接入被測電路應(yīng)基本上不影響被測電壓的幅值和波形。(2)電壓傳感器所得電壓波形應(yīng)與被測電壓波形相同,分壓比應(yīng)與被測電壓頻率和幅值無關(guān)。(3)電壓分壓比與大氣條件(氣壓、氣溫、濕度)無關(guān)或基本無關(guān)。(4)電壓傳感器所消耗的電能應(yīng)該不大。在一定的冷卻條件下,分壓器所耗散的電能所形成的溫升不應(yīng)引起分壓比的改變。(5)電壓傳感器不應(yīng)受外界電磁場的干擾,另一方面也不應(yīng)對外界環(huán)境產(chǎn)生強烈的電磁干擾。
[3]
電壓傳感器選用原則
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電壓測量中,應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的電壓傳感器,電壓傳感器選用的基本原則是:①被測電壓的量值范圍是選擇電壓傳感器的重要依據(jù),因此要有足夠?qū)挼碾妷簻y量的范圍;②應(yīng)有足夠?qū)挼念l率范圍和足夠高的測量精度;③有足夠高的輸入阻抗,電壓傳感器的輸入電阻就是被測電路的額外負(fù)載,為了減小測量電路的接入對被測電路的影響,要求其具有較高的輸入阻抗;④應(yīng)具有較高的抗干擾能力,被測電壓中往往含有一些噪聲干擾等不需要測量的成分。
[3]
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模擬量傳感器如何選型?1.首先,只要現(xiàn)場PLC模塊接收的信號是什么信號(電流或者是電壓)。2.PLC與控制設(shè)備的安裝位置及距離。3.被測定的現(xiàn)場環(huán)境(野外,有毒氣體,可燃易爆,液體等)4.精度問題,抗干擾能力。一、一般來說我們PLC的模擬量模塊分為:模...
2021-05-120
閱讀43
參考資料
1.
黃玉平,李建明,朱成林編著.航天機電伺服系統(tǒng):中國電力出版社,2013.11
2.
才家剛編著.電機試驗技術(shù)及設(shè)備手冊:機械工業(yè)出版社,2004年05月
3.
趙凱岐,吳紅星,倪風(fēng)雷編革.傳感器技術(shù)及工程應(yīng)用:中國電力出版社,2012.01
伴隨著城市人口和建設(shè)規(guī)模的擴大,各種用電設(shè)備的增多,用電量越來越大,城市的供電設(shè)備經(jīng)常超負(fù)荷運轉(zhuǎn),用電環(huán)境變得越來越惡劣,對電源的“考驗”越來越嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計,每天,用電設(shè)備都要遭受120次左右各種的電源問題的侵?jǐn)_,電子設(shè)備故障的60%來自電源。因此,電源問題的重要性日益凸顯出來。原先作為配角,資金投入較少的電源越來越受到廠商和研究人員的重視,電源技術(shù)遂發(fā)展成為一門嶄新的技術(shù)。
而今,小小的電源設(shè)備已經(jīng)融合了越來越多的新技術(shù)。例如開關(guān)電源、硬開關(guān)、然開關(guān)、參數(shù)穩(wěn)壓、線性反饋穩(wěn)壓、磁鐵技術(shù)、數(shù)控調(diào)壓、PWM、SPWM、電磁兼容等等。實際需求直接推動電源技術(shù)不斷發(fā)展和進步,為了自動檢測和顯示電流,并在過流、過壓等危害情況發(fā)生時具有自動保護功能和更高級的智能控制,具有傳感檢測、傳感采樣、傳感保護的電源技術(shù)漸成趨勢,檢測電流或電壓的傳感器便應(yīng)運而生并在我國開始受到廣大電源設(shè)計者的青睞。本文介紹了電壓傳感器的分類詳細(xì)。
電壓傳感器有哪些----電壓傳感器(直流電壓輸入類型)的分類
A1單路直流電壓高精度變送器
A1雙路直流電壓高精度變送器
A41單路直流電壓變送器
A43單路直流電壓變送器
D31單路直流電壓變送器
電壓傳感器有哪些----電壓傳感器(交流電壓輸入類型)的分類
A1單相交流電壓變送器
單相交流電壓變送器
電壓傳感器有哪些----電壓傳感器規(guī)格
J:電壓互感器;D:單相;Z:澆注絕緣;10:額定一次電壓10KV。Q:全工況;10/√3/0.1/√3:額定變比,額定一次電壓與額定二次電壓之比;0.1/3:輔助繞組二次電壓;0.5:準(zhǔn)確度等級;330VA:二次負(fù)荷的視在功率。
三相交流電壓變送器
三相交流電壓變送器
A41單相交流電壓變送器
A42三相交流電壓變送器
A43單相交流電壓變送器
D32單相交流電壓變送器
電壓傳感器有哪些----直流電壓傳感器
產(chǎn)品型號:JLD1U / 1V~500V
工作原理 :線性光電隔離或調(diào)制解調(diào)原理
產(chǎn)品用途 :用于測量直流電壓
產(chǎn)品優(yōu)勢 :最佳的性能/價格比,響應(yīng)快,精度高,穩(wěn)定性好,體積小,重量輕,安裝簡便,
測量電壓直接輸入
產(chǎn)品應(yīng)用 :廣泛用于測量直流電壓的場所
■ 性能參數(shù)
●安裝方式 :PCB安裝
●原邊額定電流 : 1V;5V;20V;50V;100V;200V;220V;300V;380V;500V;用戶指定
●原邊測量范圍 : 2V;6V;25V;60;120;240V;250V;360V;450V;600V
●額定輸出 : 5V;10V;DC0~20mA;DC4~20mA;用戶指定
●輔助電源 : DC12V ,DC24V ,DC±5V,DC±12V ,用戶指定
●負(fù)載能力 : 電壓輸出:5mA;電流輸出:6V
●線性度 :0.1%
●準(zhǔn)確度 :0.2%;0.5%
●過載能力 :2倍標(biāo)稱輸入,可持續(xù)
●隔離耐壓 :1Kv;3kV/50Hz,1Min
●失調(diào)電壓 :≤10mV
●溫度漂移 :≤100PPM/℃
●頻帶寬度 : DC
●消耗電流 : 〈25mA+輸出電流
●響應(yīng)時間 : 光電隔離《15uS;調(diào)制型《150mS
●工作溫度 : -10℃~+70℃
●儲存溫度 : -25℃~+85℃
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