Parimi bazë dhe metoda e aplikimit të sensorit dhe transmetuesit të rrymës dhe tensionit Hall

1. Pajisja e sallës

 

 

Pajisja Hall është një lloj konverteri magnetoelektrik i bërë nga materiale gjysmëpërçuese.Nëse IC-ja e rrymës së kontrollit është e lidhur me fundin e hyrjes, kur një fushë magnetike B kalon nëpër sipërfaqen e sensorit magnetik të pajisjes, VH potencial Hall shfaqet në fundin e daljes.Siç tregohet në figurën 1-1.

 

 

Madhësia e potencialit të Hallit VH është proporcionale me produktin e rrymës së kontrollit IC dhe densitetit të fluksit magnetik B, domethënë VH = khicbsin Θ

 

 

Sensori i rrymës Hall është bërë sipas parimit të ligjit të Amperit, domethënë, një fushë magnetike proporcionale me rrymën krijohet rreth përcjellësit të rrymës, dhe pajisja e sallës përdoret për të matur këtë fushë magnetike.Prandaj, matja e rrymës pa kontakt është e mundur.

 

 

Matni në mënyrë indirekte rrymën e përcjellësit të rrymës duke matur potencialin Hall.Prandaj, sensori aktual i është nënshtruar konvertimit të izolimit elektrik magnetik elektrik.

 

 

2. Parimi i zbulimit të DC të sallës

 

 

Siç tregohet në figurën 1-2.Për shkak se qarku magnetik ka një marrëdhënie të mirë lineare me daljen e pajisjes së sallës, sinjali i tensionit U0 që del nga pajisja e sallës mund të pasqyrojë indirekt madhësinë e rrymës së matur I1, domethënë I1 ∝ B1 ∝ U0

 

 

Ne kalibrojmë U0 të jetë e barabartë me 50mV ose 100mV kur rryma e matur I1 është vlera nominale.Kjo e bën sensorin aktual të zbulimit të drejtpërdrejtë të sallës (pa përforcim).

 

 

3. Parimi i kompensimit magnetik të sallës

 

 

Qarku kryesor kryesor ka një rrymë të matur I1, e cila do të gjenerojë fluks magnetik Φ 1. Fluksi magnetik i gjeneruar nga rryma I2 i kaluar nga spiralja dytësore e kompensimit Φ 2 ruan ekuilibrin magnetik pas kompensimit dhe pajisja e sallës është gjithmonë në rolin e zbulimit magnetik zero fluks.Pra quhet sensori i rrymës magnetike të kompensimit Hall.Kjo mënyrë parimore e avancuar është më e lartë se mënyra e parimit të zbulimit të drejtpërdrejtë.Përparësitë e tij të jashtëzakonshme janë koha e shpejtë e reagimit dhe saktësia e lartë e matjes, e cila është veçanërisht e përshtatshme për zbulimin e rrymës së dobët dhe të vogël.Parimi i kompensimit magnetik të Hallit është paraqitur në figurën 1-3.

 

 

Figura 1-3 tregon: Φ 1= Φ dy

 

 

I1N1=I2N2

 

 

I2=NI/N2·I1

 

 

Kur rryma e kompensimit I2 rrjedh përmes rezistencës matëse RM, ajo shndërrohet në tension në të dy skajet e RM.Si sensor, matni tensionin U0, domethënë U0 = i2rm

 

 

Sipas parimit të kompensimit magnetik të Hall-it, është bërë një sensor aktual me hyrje të vlerësuar nga specifikimet e serisë.

 

 

Për shkak se sensori i rrymës së kompensimit magnetik duhet të mbështillet me mijëra rrotullime të spirales së kompensimit në unazën magnetike, kostoja rritet;Së dyti, konsumi i rrymës së punës gjithashtu rritet përkatësisht;Megjithatë, ai ka avantazhet e saktësisë më të lartë dhe reagimit të shpejtë sesa inspektimi i drejtpërdrejtë.

 

 

4. Sensori i tensionit të kompensimit magnetik

 

 

Për të matur rrymën e vogël të nivelit Ma, sipas Φ 1 = i1n1, rritja e numrit të kthesave të N1 mund të marrë gjithashtu fluks të lartë magnetik Φ 1. Sensori i vogël i rrymës i bërë me këtë metodë mund të masë jo vetëm rrymën e nivelit Ma, por edhe tension.

 

 

Ndryshe nga sensori aktual, kur matni tensionin, dredha-dredha me shumë kthesa në anën kryesore të sensorit të tensionit lidhet në seri me një rezistencë kufizuese të rrymës R1, dhe më pas lidhet paralelisht me tensionin e matur U1 për të marrë rrymën I1 në përpjesëtim me tensioni i matur U1, siç tregohet në figurën 1-4.

 

 

Parimi i anës dytësore është i njëjtë me atë të sensorit aktual.Kur rryma e kompensimit I2 rrjedh përmes rezistencës matëse RM, ajo shndërrohet në tension në të dy skajet e RM si tension matës U0 i sensorit, domethënë U0 = i2rm.

 

 

5. Prodhimi i sensorit aktual

 

 

Sensori i rrymës së zbulimit të drejtpërdrejtë (jo përforcues) ka një tension dalës me rezistencë të lartë.Në aplikim, impedanca e ngarkesës duhet të jetë më e madhe se 10k Ω.Zakonisht, tensioni i tij i daljes i pezulluar ± 50mV ose ± 100mV përforcohet në ± 4V ose ± 5V me një përforcues proporcional të hyrjes diferenciale.Figura 5-1 tregon dy qarqe praktike për referencë.

 

 

(a) Shifra mund të plotësojë kërkesat e përgjithshme të saktësisë;(b) Grafiku ka performancë të mirë dhe është i përshtatshëm për raste me kërkesa të larta saktësie.

 

 

Sensori i rrymës së përforcuar me zbulim të drejtpërdrejtë ka një tension dalës me rezistencë të lartë.Në aplikim, impedanca e ngarkesës duhet të jetë më e madhe se 2K Ω.

 

 

Rryma e kompensimit magnetik, rryma e kompensimit magnetik të tensionit dhe sensorët e tensionit janë lloji i daljes së rrymës.Mund të shihet nga figura 1-3 se fundi "m" është i lidhur me furnizimin me energji "O"

 

 

Terminali është rruga e rrymës I2.Prandaj, dalja e sinjalit nga fundi "m" i sensorit është një sinjal aktual.Sinjali aktual mund të transmetohet nga distanca në një gamë të caktuar dhe saktësia mund të garantohet.Në përdorim, rezistenca matëse RM duhet të projektohet vetëm në hyrjen e instrumentit dytësor ose në ndërfaqen e panelit të kontrollit të terminalit.

 

 

Për të siguruar matje me saktësi të lartë, duhet t'i kushtohet vëmendje: ① saktësia e rezistencës së matjes zgjidhet përgjithësisht si rezistencë e filmit metalik, me një saktësi prej ≤± 0,5%.Shih tabelën 1-1 për detaje.② rezistenca e hyrjes së qarkut të instrumentit dytësor ose bordit të kontrollit të terminalit duhet të jetë më shumë se 100 herë më e madhe se rezistenca e matjes.

 

 

6. Llogaritja e tensionit të kampionimit dhe matjes së rezistencës

 

 

Nga formula e mëparshme

 

 

U0=I2RM

 

 

RM=U0/I2

 

 

Ku: U0 – tensioni i matur, i njohur gjithashtu si tension i kampionimit (V).

 

 

I2 – rryma e kompensimit të spirales dytësore (a).

 

 

RM – matja e rezistencës (Ω).

 

 

Kur llogaritet I2, rryma e daljes (vlera efektive e vlerësuar) I2 që korrespondon me rrymën e matur (vlera efektive e vlerësuar) I1 mund të gjendet nga tabela e parametrave teknikë të sensorit të rrymës së kompensimit magnetik.Nëse I2 do të konvertohet në U0 = 5V, shihni Tabelën 1-1 për zgjedhjen e RM.

 

 

7. Llogaritja e pikës së ngopjes dhe * rrymës së madhe të matur

 

 

Nga figura 1-3 shihet se qarku i rrymës dalëse I2 është: v+ → Emituesi kolektor i amplifikatorit të fuqisë përfundimtare → N2 → RM → 0. Rezistenca ekuivalente e qarkut është paraqitur në figurën 1-6.(qarku i v- ~ 0 është i njëjtë, dhe rryma është e kundërt)

 

 

Kur rryma e daljes i2* është e madhe, vlera aktuale nuk do të rritet më me rritjen e I1, e cila quhet pika e ngopjes së sensorit.

 

 

Llogaritni sipas formulës së mëposhtme

 

 

I2max=V+-VCES/RN2+RM

 

 

Ku: V + – furnizimi me energji pozitive (V).

 

 

Vces – Ngopja e kolektorit Tensioni i tubit të rrymës, (V) është përgjithësisht 0.5V.

 

 

RN2 – Rezistenca e brendshme DC e bobinës dytësore (Ω), shihni tabelën 1-2 për detaje.

 

 

RM – matja e rezistencës (Ω).

 

 

Nga llogaritja shihet se pika e ngopjes ndryshon me ndryshimin e rezistencës së matur RM.Kur përcaktohet rezistenca e matur RM, ekziston një pikë e caktuar ngopjeje.Llogaritni * rrymën e madhe të matur i1max sipas formulës së mëposhtme: i1max = i1/i2 · i2max

 

 

Kur matni AC ose pulsin, kur përcaktohet RM, llogaritni * rrymën e madhe të matur i1max.Nëse vlera i1max është më e ulët se vlera e pikut të rrymës AC ose më e ulët se amplituda e pulsit, kjo do të shkaktojë prerje të formës së valës së daljes ose kufizim të amplitudës.Në këtë rast, zgjidhni një RM më të vogël për të zgjidhur.

 

 

8. Shembull i llogaritjes:

 

 

Shembulli 1

 

 

Merrni sensorin aktual lt100-p si shembull:

 

 

(1) Kërkohet matje

 

 

Rryma e vlerësuar: DC

 

 

*Rryma e lartë: DC (koha e mbingarkesës ≤ 1 minutë / orë)

 

 

(2) Shikoni tabelën dhe dijeni

 

 

Tensioni i punës: tension i stabilizuar ± 15V, rezistenca e brendshme e spirales 20 Ω (shih tabelën 1-2 për detaje)

 

 

Rryma e daljes: (vlera e vlerësuar)

 

 

(3) Tensioni i kërkuar i kampionimit: 5V

 

 

Llogaritni nëse rryma e matur dhe voltazhi i mostrës janë të përshtatshme

 

 

RM=U0/I2=5/0,1=50(Ω)

 

 

I2max=V+-VCES/RN2+RM=15-0.5/20+50=0.207(A)

 

 

I1max=I1/I2·I2max=100/0,1 × 0,207=207(A)

 

 

Nga rezultatet e llogaritjes së mësipërme dihet se kërkesat e (1) dhe (3) janë plotësuar.

 

 

9. Përshkrimi dhe shembulli i sensorit të tensionit të kompensimit magnetik

 

 

Sensori i tensionit Lv50-p ka rezistencën elektrike parësore dhe dytësore ≥ 4000vrms (50hz.1min), i cili përdoret për matjen e tensioneve DC, AC dhe pulsi.Kur matni tensionin, sipas vlerësimit të tensionit, një rezistencë kufizuese e rrymës është e lidhur në seri në anën primare + terminalin HT, domethënë, tensioni i matur merr rrymën anësore primare përmes rezistencës.

 

 

U1/r1 = I1, R1 = u1/10ma ​​(K Ω), fuqia e rezistencës duhet të jetë 2 ~ 4 herë më e madhe se vlera e llogaritur, dhe saktësia e rezistencës duhet të jetë ≤± 0,5%.Rezistenca e fuqisë me precizion me tela R1 mund të porositet nga prodhuesi.

 

 

10. Metoda e lidhjes së sensorit aktual

 

 

(1) Diagrami i lidhjes së sensorit të rrymës së inspektimit të drejtpërdrejtë (pa përforcim) është paraqitur në figurën 1-7.

 

 

(a) Figura tregon lidhjen e tipit p (lloji i pinit të tabelës së printuar), (b) figura tregon lidhjen e tipit C (lloji i prizës), vn VN përfaqëson tensionin e daljes Hall.

 

 

(2) Diagrami i lidhjes së sensorit të rrymës së përforcuar me inspektim të drejtpërdrejtë është paraqitur në Figurën 1-8.

 

 

(a) Figura është lidhje e tipit p, (b) figura është lidhje e tipit C, në të cilën U0 përfaqëson tensionin e daljes dhe RL përfaqëson rezistencën e ngarkesës.

 

 

(3) Diagrami i lidhjes së sensorit të rrymës së kompensimit magnetik është paraqitur në figurën 1-9.

 

 

(a) Figura tregon lidhjen e tipit p, (b) figura tregon lidhjen e tipit C (vini re se kunja e tretë e prizës me katër pin është një kunj bosh)

 

 

Metoda e lidhjes së pinit të bordit të printuar të tre sensorëve të mësipërm është në përputhje me metodën e rregullimit të objektit real, dhe metoda e lidhjes së prizës së prizës është gjithashtu në përputhje me metodën e rregullimit të objektit real, në mënyrë që të shmangen gabimet e instalimeve elektrike.

 

 

Në diagramin e mësipërm të instalimeve elektrike, rryma e matur I1 e qarkut kryesor ka një shigjetë në vrimë për të treguar drejtimin pozitiv të rrymës, dhe drejtimi pozitiv i rrymës shënohet gjithashtu në guaskën fizike.Kjo është për shkak se sensori i rrymës përcakton që drejtimi pozitiv i rrymës së matur I1 është i polaritetit të njëjtë me rrymën e daljes I2.Kjo është e rëndësishme në zbulimin AC trefazor ose DC me shumë kanale.

 

 

11. Furnizimi me energji elektrike i sensorit të rrymës dhe tensionit

 

 

Sensori aktual është një modul aktiv, të tilla si pajisjet e sallës, amplifikatorët operacionalë dhe tubat përfundimtarë të energjisë, të cilët të gjithë kanë nevojë për furnizim me energji elektrike dhe konsum të energjisë.Figura 1-10 është një diagram skematik praktik i një furnizimi tipik me energji elektrike.

 

 

(1) Terminali i tokës në dalje është i lidhur nga qendra me elektrolizën e madhe për reduktimin e zhurmës.

 

 

(2) Bit i kapacitetit UF, diodë 1N4004.

 

 

(3) Transformatori varet nga konsumi i energjisë së sensorit.

 

 

(4) Rryma e punës e sensorit.

 

 

Inspektim i drejtpërdrejtë (pa amplifikim) konsumi i energjisë: * 5mA;Konsumi i fuqisë për amplifikimin e zbulimit të drejtpërdrejtë: * i madh ± 20 mA;Konsumi i energjisë me kompensim magnetik: 20 + rrymë dalëse* Konsumi i madh i rrymës së punës 20 + dyfishi i rrymës së daljes.Konsumi i energjisë mund të llogaritet sipas rrymës së konsumuar të punës.

 

 

12. Masat paraprake për përdorimin e sensorëve të rrymës dhe tensionit

 

 

(1) Sensori i rrymës duhet të zgjedhë siç duhet produktet e specifikimeve të ndryshme sipas vlerës së vlerësuar efektive të rrymës së matur.Nëse rryma e matur e kalon kufirin për një kohë të gjatë, ajo do të dëmtojë tubin e amplifikatorit të fuqisë së shtyllës fundore (duke iu referuar llojit të kompensimit magnetik).Në përgjithësi, kohëzgjatja e dyfishit të rrymës së mbingarkesës nuk duhet të kalojë 1 minutë.

 

 

(2) Sensori i tensionit duhet të lidhet me një rezistencë kufizuese të rrymës R1 në seri në anën parësore sipas udhëzimeve të produktit, në mënyrë që ana kryesore të mund të marrë rrymën e vlerësuar.Në përgjithësi, kohëzgjatja e mbitensionit të dyfishtë nuk duhet të kalojë 1 minutë.

 

 

(3) Saktësia e mirë e sensorit të rrymës dhe tensionit merret nën kushtin e vlerësimit të anës primare, kështu që kur rryma e matur është më e lartë se vlera e vlerësuar e sensorit aktual, duhet të zgjidhet sensori i madh përkatës;Kur voltazhi i matur është më i lartë se vlera nominale e sensorit të tensionit, rezistenca kufizuese e rrymës duhet të rirregullohet.Kur rryma e matur është më e vogël se 1/2 e vlerës së vlerësuar, për të përftuar saktësi të mirë, mund të përdoret metoda e rrotullimeve të shumëfishta.

 

 

(4) Sensorët me izolim 3KV dhe përballojnë tensionin mund të punojnë normalisht në sistemet AC prej 1kV e poshtë dhe sistemet DC prej 1.5kV e poshtë për një kohë të gjatë.Sensorët 6kV mund të punojnë normalisht në sistemet AC prej 2KV e poshtë dhe sistemet DC prej 2.5KV e poshtë për një kohë të gjatë.Kini kujdes që të mos i përdorni nën presion të tepërt.

 

 

(5) Kur përdoret në pajisje që kërkojnë karakteristika të mira dinamike, * është e lehtë të përdoret një zbarë e vetme alumini prej bakri dhe që përkon me hapjen.Zëvendësimi i kthesave të vogla ose më shumë me ato të mëdha do të ndikojë në karakteristikat dinamike.

 

 

(6) Kur përdoret në sistemin DC me rrymë të lartë, nëse furnizimi me energji elektrike i punës është qark i hapur ose i gabuar për ndonjë arsye, bërthama e hekurit do të prodhojë mbetje të madhe, gjë që ia vlen t'i kushtohet vëmendje.Remanenca ndikon në saktësinë.Metoda e demagnetizimit është të ndizni një AC në anën parësore pa shtuar një furnizim me energji elektrike dhe gradualisht të zvogëloni vlerën e tij.

 

 

(7) Aftësia kundër fushës magnetike të jashtme të sensorit është: një rrymë 5 ~ 10 cm larg sensorit, e cila është më shumë se dyfishi i vlerës aktuale të anës origjinale të sensorit, dhe ndërhyrja e krijuar nga fusha magnetike mund të rezistohet.Kur lidhni rrymë të lartë trefazore, distanca midis fazave duhet të jetë më e madhe se 5 ~ 10 cm.

 

 

(8) Në mënyrë që sensori të funksionojë në një gjendje të mirë matjeje, duhet të përdoret një furnizim i thjeshtë tipik i rregulluar me energji elektrike i paraqitur në Figurën 1-10.

 

 

(9) Pika magnetike e ngopjes dhe pika e ngopjes së qarkut të sensorit e bëjnë atë të ketë një kapacitet të fortë mbingarkesë, por kapaciteti i mbingarkesës është i kufizuar në kohë.Gjatë testimit të kapacitetit të mbingarkesës, rryma e mbingarkesës më shumë se 2 herë nuk duhet të kalojë 1 minutë.

 

 

(10) Temperatura e autobusit të rrymës primar nuk duhet të kalojë 85 ℃, e cila përcaktohet nga karakteristikat e plastikës inxhinierike ABS.Përdoruesit kanë kërkesa të veçanta dhe mund të zgjedhin plastikë me temperaturë të lartë si guaskë.

 

 

13. Përparësitë e sensorit aktual në përdorim

 

 

(1) Zbulimi pa kontakt.Në rikonstruksionin e pajisjeve të importuara dhe transformimin teknik të pajisjeve të vjetra, tregon epërsinë e matjes pa kontakt;Vlera aktuale mund të matet pa ndonjë ndryshim në instalimet elektrike të pajisjes origjinale.

 

 

(2) Disavantazhi i përdorimit të shuntit është se ai nuk mund të izolohet elektrikisht, dhe gjithashtu ka humbje të futjes.Sa më e madhe të jetë rryma, aq më e madhe është humbja dhe aq më i madh është vëllimi.Njerëzit zbuluan gjithashtu se shunti ka induktivitet të pashmangshëm kur zbulon rrymë me frekuencë të lartë dhe të lartë, dhe nuk mund të transmetojë vërtet formën e valës së rrymës së matur, e lëre më llojin e valës jo sinusale.Sensori aktual eliminon plotësisht disavantazhet e mësipërme të shuntit dhe saktësia dhe vlera e tensionit të daljes mund të jetë e njëjtë me atë të shuntit, si p.sh. niveli i saktësisë 0.5, 1.0, niveli i tensionit të daljes 50, 75mV dhe 100mV.

 

 

(3) Është shumë i përshtatshëm për t'u përdorur.Merrni një sensor të rrymës lt100-c, lidhni një metër analog 100 mA ose një multimetër dixhital në seri në skajin M dhe në fundin zero të furnizimit me energji elektrike, lidhni furnizimin me energji elektrike dhe vendoseni sensorin në qarkun e telit, në mënyrë që rryma vlera e qarkut kryesor 0 ~ 100A mund të shfaqet me saktësi.

 

 

(4) Megjithëse transformatori tradicional i rrymës dhe tensionit ka shumë nivele të rrymës dhe tensionit të punës dhe ka saktësi të lartë nën frekuencën e specifikuar të punës sinusoidale, ai mund të përshtatet në një brez shumë të ngushtë frekuence dhe nuk mund të transmetojë DC.Përveç kësaj, ka rrymë emocionuese gjatë funksionimit, kështu që kjo është një pajisje induktive, kështu që koha e përgjigjes së saj mund të jetë vetëm dhjetëra milisekonda.Siç e dimë të gjithë, sapo ana dytësore e transformatorit aktual të jetë qark i hapur, ai do të prodhojë rreziqe të tensionit të lartë.Në përdorimin e zbulimit të mikrokompjuterit, kërkohet marrja e sinjalit me shumë kanale.Njerëzit po kërkojnë një mënyrë për të izoluar dhe mbledhur sinjale


Koha e postimit: korrik-06-2022