什么是電壓信號(hào)傳感器？它有什么作用？
時(shí)間：2022/10/10 15:05:08 關(guān)鍵詞：電壓,電壓轉(zhuǎn)換器,信號(hào),電路,直流電壓,電感,電信號(hào),測(cè)量,傳感器,電阻
電壓信號(hào)傳感器利用電壓變化的規(guī)律來(lái)測(cè)量電壓。根據(jù)電壓變化的特性，它被用來(lái)測(cè)量電壓信號(hào)中各部分之間的電流、電壓和波形，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理。電信號(hào)傳感器主要有以下幾種：電壓電流傳感器、電壓轉(zhuǎn)換器、電壓電流互感器、電壓轉(zhuǎn)換器（或稱(chēng)電壓電阻器）、電壓電流互感器等。對(duì)于電流傳感器來(lái)說(shuō)，它還可以用來(lái)測(cè)量交流電流或直流電壓，即電壓信號(hào)；而對(duì)于電壓信號(hào)傳感器來(lái)說(shuō)還可以用來(lái)測(cè)量交流電壓或直流電壓，即交流電壓信號(hào)。不同類(lèi)型的電壓信號(hào)傳感器各有優(yōu)缺點(diǎn)，但通常將兩者綜合起來(lái)使用有利于降低成本并提高可靠性以滿(mǎn)足特殊應(yīng)用場(chǎng)合如移動(dòng)設(shè)備中等設(shè)計(jì)要求。
一、電流傳感器
電流傳感器通常用來(lái)測(cè)量從輸入到輸出的直流電流和交流電流，用來(lái)測(cè)量直流電壓、直流電流和交流電壓。它的原理是通過(guò)將電極電位轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的方式，然后將輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成由數(shù)字邏輯控制電路發(fā)出的數(shù)字信號(hào)（數(shù)字電路由計(jì)算機(jī)控制）。為了克服數(shù)字信號(hào)處理電路的固有缺陷（如噪聲),使用集成電路的電感在信號(hào)的產(chǎn)生階段將它們轉(zhuǎn)變成電信號(hào)并通過(guò)電容器轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳給信號(hào)處理電路，然后信號(hào)處理電路再將信號(hào)傳回計(jì)算機(jī)。其中，電感越小，電感耦合元件越多，噪聲越小。但是不能將電感直接安裝在導(dǎo)線(xiàn)上（如導(dǎo)線(xiàn)上裝有電阻),而是應(yīng)該將電感串聯(lián)在不同的傳感器中。此外，電感串聯(lián)后電路不能承受高頻噪聲，所以電阻必須與電路一起選擇和封裝，而且電感也必須盡量少的接在導(dǎo)線(xiàn)上才能獲得良好的性能。
二、電壓轉(zhuǎn)換器
電壓轉(zhuǎn)換器是將一個(gè)電路中的直流電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)的裝置。電壓轉(zhuǎn)換器可以分為直接電壓轉(zhuǎn)換器和間接電壓轉(zhuǎn)換器。直接電壓轉(zhuǎn)換器的基本工作原理是：先將電路兩端負(fù)載按一定的形式變換為電壓電路所需的各種電平，然后再由電平轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電壓。這種變換過(guò)程主要是利用電壓檢測(cè)器件中的電阻特性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。直接電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和輸入電平之間有一個(gè)差分電阻式連接電路（見(jiàn)圖1),這種轉(zhuǎn)換器通過(guò)一個(gè)低通濾波器來(lái)消除輸出信號(hào)的直流電場(chǎng)。其中電壓電流互感器為測(cè)量直流電壓提供電源；電阻式連接電路將電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后，由放大器吸收并由放大器將信號(hào)放大后經(jīng) RC濾波器來(lái)消除輸出電平；電容式連接電路將電壓變換成各參量所需的頻率；直接電壓轉(zhuǎn)換器輸出波形為被測(cè)電壓波形，經(jīng) RC濾波器消除輸出信號(hào)中的直流電場(chǎng)。.....
三、電壓電流互感器
目前常用的一種電信號(hào)放大器有三種類(lèi)型：電壓電流并感器、電流互感器。電壓電流并感器一般采用多顆電容來(lái)消除諧波，因此具有良好的抗電壓跌落能力，可承受高壓或中壓。電流互感器則具有較高的精度和較好的可靠性。通?？蛇x用低阻小功率元件，也可以選用高性能的高頻器件。電流互感器的工作原理是：將電壓與電流的二極管組合起來(lái)，利用電感中金屬感應(yīng)電流而實(shí)現(xiàn)二次電壓測(cè)量，然后用電容產(chǎn)生一個(gè)二極管來(lái)檢測(cè)電壓。
四、電壓電流互感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)
電壓電流互感器由二次回路和一次回路組成。一次回路中，一次側(cè)的電流經(jīng)一次繞組電流測(cè)量模塊后進(jìn)入二次回路，并與 A/D (或 A/F)信號(hào)進(jìn)行采樣。一次回路中, C相繞組電流經(jīng)一次繞組繞組的電流測(cè)量模塊后進(jìn)入 C、 D二次回路，將傳感器的二次諧波電流轉(zhuǎn)換成直流電壓。二次回路中的電流和回路上的二次參數(shù)通過(guò) RL變換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，輸出到輸入端(A或 D)。與此相比, I相繞組的諧波噪聲較小，有利于節(jié)省電能。其工作原理是將開(kāi)關(guān)1 (或 A)信號(hào)經(jīng)開(kāi)關(guān)2~3、3~4、4~5構(gòu)成反饋回路送入電壓控制測(cè)量?jī)x表中去實(shí)施自動(dòng)變送器設(shè)備自動(dòng)電壓測(cè)量與補(bǔ)償?shù)裙ぷ鳌?/span>
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