检测(第八章)2013-3-19.ppt

霍尔式电流谐波分析仪 被测电流的谐波频谱 铁心的 开合缝隙 铁心的 杠杆压舌 谐波分析仪将非正弦周期性电流信号按傅立叶级数展开，得到频率为基波频率整数倍的各正弦分量幅值。 霍尔电流传感器的技术指标 某型号霍尔电流传感器技术指标 额定输入电流（交直流两用）：300A额定输出电压：5V， 或额定输出电流： 4~20mA 电源电压： ±15V失调电压： 25 mV失调电压漂移：≤±1mV/℃线性度： ≤1%FS响应时间：≤2μS绝缘电压：50Hz，1min，2.5kV工作温度：-10～+70 ℃匝数比：1：2000 霍尔电流传感器的技术指标（续） 闭环霍尔电流传感器的原理电路 “磁平衡式霍尔电流传感器” 的铁心上绕有二次绕组，与负载电阻RS串联。霍尔电动势经放大，并转换成与被测电流IP成正比的输出电流Is。Is流经多匝的二次绕组后，在铁心中所产生的磁通与一次电流IP所产生的磁通相抵消，这样，铁心不易饱和。霍尔器件在测量中起到指示零磁通的作用，属于闭环测量,温漂较小。 霍尔电流传感器的技术指标与计算 “匝数比” ：根据磁场有关定律，同一个铁心中的一次绕组与二次绕组必须有相等的安匝数，即：IPNP=ISNS，或： NP被定义为“一次测线圈”的匝数， 一般取NP=1； NS为厂家所设定的“二次侧线圈的匝数” 开环型的霍尔电流传感器没有二次侧线圈。 霍尔电流传感器的匝数比计算 例：设某型号霍尔电流传感器的额定匝数比NP/NS=1/2000，标准额定电流值IPN=300A，二次侧的负载电阻RS=30Ω。通电后，用电流表测得二次侧电流IS=0.1A，求输出到弱电回路的输出电压US和被测电流IP。 解：1）US=RS×IS=30Ω×0.1A=3V 2）根据匝数比公式，被测电流IP为： 霍尔电流传感器的电流比计算 电流比定义为： IPN被定义为“一次测线圈”的额定电流； ISN被定义为“二次侧线圈” 的额定电流 例：设某型号霍尔电流传感器的额定电流比KN=IPN/ISN=300:0.3（匝数比i=NP/NS=1/1000），NP=1，“二次负载电阻”RS=30Ω。通电后，用数字电压表测得二次输出电压US=4.5V，求： 1）额定电流比IPN；2）流过RS的二次电流IS；3）被测电流IP 。 霍尔电流传感器的技术指标与计算（续） “电流比” ： IPN被定义为“一次测线圈”的额定电流； ISN为厂家所设定的“二次侧线圈” 的额定电流。 解：1）由额定电流比KN=300:0.3可知， IPN=300A； “二次侧线圈” 的额定电流ISN=0.3A 2）IS=US/RS=4.5V/30Ω=0.15A。 3）根据电流比与匝数比的概念，被测电流I P为： 霍尔交直流电流表的接线 例：设某霍尔电流传感器的额定输出电流为4~20mA，希望在一次额定电流(例如300A)时， 得到4V的输出电压， 选择的负载电阻 RS应为多少欧？ 霍尔电流传感器的图形符号 解：RS=4V/20mA=200Ω 霍尔电流传感器的选型 磁平衡式霍尔电压传感器原理 一次电流Ii经过多匝的一次绕组之后，在铁心中产生磁场，被夹在铁心气隙中的霍尔元件检测到，并产生相应的霍尔电动势，该电动势经放大电路后，反馈到铁心上的补偿线圈，产生二次电流Im ，并产生磁通，与一次电流产生的磁通大小相等，方向相反，从而在磁芯中保持磁通趋向于零。平衡后的二次电流Im与一次电流Ii以及被测电压Ui成正比。 磁平衡式霍尔电压传感器原理图 从上图可以看出，霍尔电压传感器的基本原理与磁平衡闭环霍尔电流传感器类似。 由于霍尔电压传感器的一次绕组的匝数较多,10mA的输入电流Ii所产生的安匝数IiN1较大,也可以达到一次侧为300A×1匝的电流传感器所产生的相同数量级的安匝数。 霍尔电流、电压传感器的综合应用举例 霍尔电压传感器计算举例 例：设霍尔电压传感器在额定输入电压（500V）时的一次额定输入电流IiN=10mA，绕组的直流电阻暂不考虑，求：