發布日期：2022-10-09 點擊率：128
摘要：
本實用新型公開了一種電壓傳感器的隔離電路,包括分壓放大電路,2個電源轉換電路和電源模塊電路,分壓放大電路包括TVS管,第三電阻至第十四電阻,隔離放大器,第三濾波電容至第五濾波電容,運算放大器A和運算放大器B,電源轉換電路包括三端穩壓器,第一電阻和第二電阻,電源模塊電路包括電源模塊,第一濾波電容和第二濾波電容,其一電源轉換電路的輸出端與隔離放大器輸出端電源供電,其二電源轉換電路的輸出端通過電源模塊,電源模塊電路的輸出端與隔離放大器輸入端供電.該隔離電路使電壓傳感器體積小,線性度高,低溫度系數,同時隔離放大器輸入輸出端使用不同的隔離電源,達到了電氣隔離的目的.
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電壓傳感器
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本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目
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。
電壓傳感器是指能感受被測電壓并轉換成可用輸出信號的傳感器。在各種自動檢測、控制系統中，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 用
半導體保護等
學 科
檢測學
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
編輯
語音
電壓傳感器是能感受被測電壓并轉換成可用輸出信號的傳感器。在各種自動檢測、控制系統中，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，從而得到標準化、電氣隔離的電壓信號。
電壓傳感器
隨著越來越多新技術的發展，電壓傳感器也得到了進一步發展和應用。例如傳動系統的變頻器和整流器、不間斷電源、有源濾波器、無功補償、電池充放電、半導體保護、驅動保護等設備或系統中，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，從而使我們能夠對設備或系統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，然后通過相關電路變換成與被測電壓成線性關系的直流電壓送入到數據采集系統和A/D轉換器。當被測電壓為直流電壓時，可用分壓電阻作為傳感元件，并聯在被測元件兩端的電阻值應足夠大（一般應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生的損耗給測量值造成的影響，對于低壓電機，應在10KΩ左右。取該被測電壓在電阻上的一部分電壓降作為信號，直接送入到數據采集系統和A/D轉換器。
[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，從而使我們能夠對設備或系統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其不同的工作機理和應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。隨著電力系統容量的日益擴大和電網電壓運行等級的不斷提高，電壓互感器已經成為電力系統中電能計量和繼電保護的重要設備之一，其測量精度及可靠性對電力系統的安全、穩定和經濟運行有著重要的影響。電壓互感器安裝在電力系統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準數值，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，對電網各種故障進行電氣保護和自動控制。電壓互感器實現一、二次系統的電氣隔離。(2)霍爾電壓傳感器。霍爾電壓傳感器是當今電子測量領域中應用最多的傳感器件之一，可廣泛應用于電力、電子、交流變頻調速、逆變裝置、電子測量和開關電源等諸多領域。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，甚至可以檢測瞬態電壓峰值，是有望替代傳統互感器的新一代產品。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、光電轉換及信息處理電路、計算機采集系統組成。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，使電網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、準確度高等優點；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，因而絕緣結構比傳統互感器簡單，并能減小體積、質量，有著傳統電磁式互感器無法比擬的優點。
[1]
電壓傳感器要求
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語音
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與被測電壓波形相同，分壓比應與被測電壓頻率和幅值無關。(3)電壓分壓比與大氣條件（氣壓、氣溫、濕度）無關或基本無關。(4)電壓傳感器所消耗的電能應該不大。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引起分壓比的改變。(5)電壓傳感器不應受外界電磁場的干擾，另一方面也不應對外界環境產生強烈的電磁干擾。
[3]
電壓傳感器選用原則
編輯
語音
電壓測量中，應根據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，因此要有足夠寬的電壓測量的范圍；②應有足夠寬的頻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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2021-05-120
閱讀42
參考資料
1.
黃玉平，李建明，朱成林編著．航天機電伺服系統：中國電力出版社，2013.11
2.
才家剛編著．電機試驗技術及設備手冊：機械工業出版社，2004年05月
3.
趙凱岐，吳紅星，倪風雷編革．傳感器技術及工程應用：中國電力出版社，2012.01
電壓傳感器原理：
1. 磁平衡式霍爾電壓傳感器
原邊電流 VP 通過原邊電阻轉換為原邊電流 IP,IP 產生的磁通量與霍爾電壓經過放大產生的副邊電流 IS通
過副邊線圈的磁通量相平衡 .副邊電流 IS 精確地反映原邊電壓。
2. 磁調制式電壓傳感器
本系列傳感器未使用霍爾元件。它采用兩組相同的磁路和副邊線圈，其工作原理為由內部方波振蕩電路產
生的補償電流對安匝數補償，以達到磁場平衡。
3. 高阻隔離式電壓傳感器
該系列電壓傳感器所測量的原邊電壓經原邊電阻值電阻分壓，其產生的低壓信號到副邊放大電路后輸出測
量電壓信號 Vs。
4. 隔離放大器式電壓傳感器
該系列電壓傳感器所測量的原邊電壓經過原邊高阻值電阻分壓，其產生的低壓信號采用高精度的光電隔離
元件傳送到副邊放大電路后輸出測量電壓信號；亦可經電壓／電流轉換電路輸出測量電流信號 IS。
電流傳感器原理：
1. 直測式霍爾電流傳感器
原邊電流
目前，電壓隔離傳感器在當代的應用可謂是越來越廣泛，電壓隔離傳感器是值得我們好好學習的，現在我們就深入了解電壓隔離傳感器。
基本內容
英文名稱：Isolation voltage sensor
中文別稱：電壓隔離變送器、隔離電壓變送器、隔離傳感器、隔離變送器
分類：電量隔離傳感器/變送器>>> 電壓變送器 >> 深圳信瑞達D31單路直流電壓變送器
深圳信瑞達LF系列電量隔離傳感器/變送器[1]是一種將被測電量參數（如電流，電壓，功率，頻率，功率因數等信號）轉換成直流電流、直流電壓并隔離輸出模擬信號或數字信號的裝置。產品符合國標GB/T-1998。注：真有效值電壓電流變送器用于測量電網中波形畸變較嚴重的電壓或電流信號，也可以測量方波，三角波等非正弦波形。
電壓隔離傳感器
性能指標
電量變送器通用技術條件:
● 引用標準及規則：GB/T-1998
● 相對濕度：≤93%
● 準確度等級： 0.2、0.5級
● 貯藏條件：溫度-40~+70℃，相對濕度20~90%，無凝露
● 工作溫度：-10~55℃
● 平均無故障時間：≥h ?
性能指標
* 將被測直流電壓隔離轉換成按線性比例輸出的單路標準直流電壓或直流電流；
* 低功耗、可靠性高；
* 優良的抗干擾能力和高精度性（0.2%）；
* 電壓插針輸入、PCB板安裝；
* 廣泛應用于各類工業電壓在線隔離檢測系統；
* 體積小、外型尺寸(mm)：44(L)×28(W)×41(H)；
* 執行標準：IEC688：1992，QB/LF2007-1
* 輸入范圍：0~1000V內可選 如0~75mV，0~300V等
* 精度等級：≤0.2%.F.S
* 溫度特性：≤50PPM/℃(0~50℃)
* 整機功耗：≤0.3VA
* 工作穩定性：年變化＜0.2%
* 隔離耐壓：輸入/輸出/外殼間 AC2.0KV/min*1mA
* 絕緣電阻：≥20Mω(DC500V)
* 沖擊電壓：5KV(峰值)，1.2/50uS
* 響應時間：≤300mS
* 過載能力：2倍電壓連續
* 工作環境：-10℃~50℃，20%~90%無凝露
* 貯存環境：-40℃~70℃，20%~95%無凝露
型號說明
A﹍隔離方式：
1：輸入/輸出/電源三隔離
2：輸入/輸出兩隔離
B﹍輸出形式：
3：0~5V
4：0~20 mA
5：4~20 mA
6：1~5V
7：0~10V
C﹍供電方式：
1：12V±10%
2：15V±10%
3：24V±15%
D﹍電壓輸入范圍
T：特殊輸出
選型示例1：LF-DV12-32D31-0.2/0~300V
說明：該產品表示0~300V輸入量程、0~5V輸出、12V供電、D31外型的單路直流電壓隔離變送器
電壓隔離傳感器
電壓隔離傳感器注意事項
* 注意產品標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；
* 變送器為一體化結構，不可拆卸，同時應避免碰撞和跌落；
* 變送器在有強磁干擾的環境中使用時，請注意輸入線的屏蔽，輸出信號應盡可能短。集中安裝時，最小安裝間隔不應小于10mm；
* 本系列變送器內部未設置防雷擊電路，當變送器輸入、輸出饋線暴露于室外惡劣氣候環境之中時，應注意采取防雷措施；
* 本產品采用阻燃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生變形，影響產品性能。產品請勿在熱源附近使用或保存，請勿把產品放進高溫箱內烘烤；
* 請勿損壞或者修改產品的標簽、標志，請勿拆卸或改裝變送器，否則本公司將不再對該產品提供“三包”（包換、包退、包修）服務。
綜上所述，本文已為講解電壓隔離傳感器的基本內容，相信大家對電壓隔離傳感器的認識越來越深入，希望本文能對各位讀者有比較大的參考價值。
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