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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,连接图如图11所示,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。测试图如图12,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:

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]

根据图13,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

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

电流传感器

电流传感器

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=IPNP/NS =0.5A