電量感測器

電量感測器是一種檢測裝置，能感受到被測電量的信息，並能將檢測感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。也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、直流電壓並隔離輸出模擬信號或數位訊號的裝置。產品符合國標GB/T13850-1998。註：真有效值電壓電流變送器用於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。

基本介紹

• 中文名：電量感測器
• 外文名：Power sensor
• 額定輸入：0.5～10～100mA AC
• 輸出紋波：≤10mV

原理

當電量感測器輸出信息滿足某種標準要求時，也稱電量變送器。

隨著科學技術的不斷發展，工業控制或檢測(監測)系統對電量隔離感測器的要求也越來越高，特別是在產品的穩定性、檢測精度和功能方面。由於數位化產品不論其性能還是功能，如非線性校正和小信號處理方面，模擬產品是不可比擬的。因此，電量感測器的數位化是一種必然趨勢。具有感測檢測、感測採樣、感測保護的電源技術漸成趨勢，檢測電流或電壓的感測器便應運而生並在我國開始受到廣大電源設計者的青睞。

特性參數

額定輸出：0～5Vdc；0～20mA；4～20mA；

精度：1.0級；

線性範圍：0～120%；

回響時間：≤300mS ；

隔離耐壓： 2500V DC/1分鐘；

工作溫度：-20℃～+70℃；

通用技術條件

● 引用標準及規則：GB/T13850-1998

● 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：≥30000h

基本分類

依據輸入信號特點，可以分為：

直流電量感測器

最常見的是分流器、電阻分壓器等；

交流電量感測器（一般適用於工頻正弦波測量）

最常見的是電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器、電磁式電流互感器等；

變頻電量感測器（適用於各種頻率及波形的交流電量測量）

如霍爾電壓感測器、霍爾電流感測器、羅氏線圈及變頻功率感測器等。工頻電量是變頻電量的一種特例，因此，變頻電量感測器通常可以作為工頻交流電量感測器使用，此外，除了羅氏線圈不能用於直流測量之外，其它幾種感測器還可作為直流電量感測器使用。

電量隔離感測器按照檢測電量信號和功能不同分為以下六大類

電流感測器

電壓感測器

頻率感測器

功率感測器

溫度感測器

越線報警感測器

依據輸出信號特點，可以分為：

模擬量輸出電量感測器和數字量輸出電量感測器，變頻功率感測器屬於數字量輸出電量感測器。

由於數字式電量感測器可以直接輸出數字量，對於許多套用系統可以省去A/D採集模組，可以減輕系統設計工作。並且，相對模擬量而言，數位訊號的抗干擾能力較強，尤其是數位訊號可以方便的採用光纖傳輸，可以完全避免傳輸環節的損耗和干擾，為實現複雜電磁環境下高精度測量提供了科學的保障。

由於電量感測器產品種類較多，本文僅介紹了一種交流信號電量感測器數位化技術。電量感測器實現數位化的方法較多，目前最普遍的是採用單片機、DSP、FPGA等微處理器技術，因為它的套用很靈活，可以實現各種不同功能。隨著積體電路不斷發展，已經出現了許多專用的晶片，如電度表產品，已有許多專用晶片可選，有數字接口也有脈衝輸出等。

相關知識

一 計量器具

1 感測器 ARCM-NTC感測器ARCM-NTC　直接作用於被測量，並能按一定規律將其轉換為同種或別種量值輸出的器件。

2 變送器 P/Q組合變送器BD-3P/Q/Ⅰ　輸出為標準信號的感測器。

3 檢測器　用於指示某種特定量的存在而不必提供量值的器件或物質。

4 電量隔離感測器　在被測電量與輸出信號之間，採用非電媒體進行隔離，把被測電量轉換成規定電信號的感測器。

二 測量

1 被測量　受到測量的量。

2 影響量　不是被測對象但卻影響被測量值或計量器具示值的量。　如：測量交流電壓時的頻率。　三 計量器具特性

1 準確度　計量器具給出接近於被測量真值的示值的能力。

2 準確度等級　(符合一定的計量要求，使其誤差保持在規定極限以內的)計量器具的等級或級別。

3 量程　測量範圍的上下限之差的模。　|上限值-下限值|

4 標準工作條件(參比工作條件)　為進行性能試驗或為保證測量結果能有效地相互比對 而規定的計量器具的使用條件。　如：參比溫度範圍15℃～35℃

5 額定工作條件　為了使計量器具規定的計量特性處於給定的極限之內 而規定的正常使用條件。　如：額定溫度範圍0℃～50℃

6 極限工作條件　為了使計量器具不致造成損壞或計量特性永久性降低而規定的極端條件。　如：極限溫度範圍-10℃～+70℃

7 標稱值　標註在器具上用以標明其特性或指導使用的值。　如：標註在電阻上的電阻值，砝碼值，感測器標籤上的輸出值。

8 額定輸入值　為了使計量器具規定的計量特性處於給定的極限之內 而規定的計量器具的輸入值或輸入範圍。

四 測量誤差

1 絕對誤差　測量結果與被測量的真值(預期值、理想值)之差。

2 相對誤差　測量的絕對誤差與被測量的真值之比。

3 誤差的絕對值　不考慮正負號的誤差值。

五 計量器具的誤差

1 基本誤差(固有誤差)　計量器具在標準條件下所具有的誤差。　如：線性誤差、紋波、回響時間、回程誤差等。

2 附加誤差(影響量誤差)　計量器具在非標準條件下所具有的誤差。　如：溫度影響、濕度影響、輔助電源影響、被測量頻率影響、被測量電壓影響、　被測量功率因數影響等原因產生的誤差。　3 引用誤差　計量器具的絕對誤差與其量程之比。

4 線性誤差　標準曲線與規定直線之間的最大偏差。

5 回程誤差　在相同條件下，被測量值不變，計量器具行程方向不同其示值之差的絕對值。

6 量化誤差　被測量的實際階梯特性與理想特性的偏差。

六 值

1 有效值：瞬時值的平方在一周期內的平均值的平方根。或曰“均方根值”。　Vrms = = Vp = 0.707 Vp　 2 平均值：瞬時值在半個周期內的平均值。　Vavg = = Vp = 0.636 Vp