電壓傳感器的應(yīng)用計(jì)算
傳感器的主要計(jì)算公式如下:
npip=nsis; 計(jì)算原邊或副邊電流
vm=rmi; 計(jì)算測(cè)量電壓
vs=rsis; 計(jì)算副邊電壓
va=e+vs+vm; 計(jì)算供電電壓
其中,e是二極管內(nèi)部和晶體管輸出的壓降,不同型號(hào)的傳感器有不同的e值。這里我們僅以es300c為例,這種傳感器的匝數(shù)比np/ns=1/2000、標(biāo)準(zhǔn)額定電流值ipn=300a rms 、供電電壓va的范圍為±12v~±20v(±5%)、副邊電阻rs=30ω ,在雙極性(±va)供電,其傳感器測(cè)量量程>100a且無(wú)防止供電電源意外倒置的保護(hù)二極管的情況下,e=1v。在上述條件下:
(1)給定供電電壓va,計(jì)算測(cè)量電壓vm和測(cè)量電阻rm:
假設(shè):供電電壓va=±15v
根據(jù)上述公式得:
測(cè)量電壓vm=9.5v;
測(cè)量電阻rm=vm/is =63.33ω;
副邊電流is=0.1。
所以當(dāng)我們選用63.33ω的測(cè)量電阻時(shí),在傳感器滿(mǎn)額度測(cè)量時(shí),其輸出電流信號(hào)為0.1 ,測(cè)量電壓為9.5v。
(2)給定供電電壓和測(cè)量電阻,計(jì)算欲測(cè)量的峰值電流;
假設(shè):供電電壓va=±15v,測(cè)量電阻rm=12ω,
則:vm+vs=(rm+rs)×is =va-e=14v
而:rm+rs=12w+30w=42w,
則zui大輸出副邊電流: a
原邊峰值電流:ipmax=ismax(ns/np)=666a
這說(shuō)明,在上述條件下,傳感器所能測(cè)量的zui大電流即原邊峰值電流為666a。如果原邊電流大于此值,傳感器雖測(cè)量不出來(lái),但傳感器不會(huì)被損壞。
(3)測(cè)量電阻(負(fù)載電阻)能影響傳感器的測(cè)量范圍。
測(cè)量電阻對(duì)傳感器測(cè)量范圍也存在影響,所以我們需要精心選擇測(cè)量電阻。用下式可計(jì)算出測(cè)量電阻:其中,vamin—扣除誤差后的zui小供電電壓;
e—傳感器內(nèi)部晶體管的電壓降;
rs—傳感器副邊線(xiàn)圈的電阻;
ismax—原邊電流ip為zui大值時(shí)的副邊電流值。
另外我們可以通過(guò)下式確認(rèn)所選傳感器的穩(wěn)定性。
如果vamin不符合上式,則會(huì)造成傳感器的不穩(wěn)定。一旦出現(xiàn)這種情況,我們可以有以下三種方法克服:
1)更換電壓更大的供電電源;
2)減小測(cè)量電阻的值;
3)將傳感器更換成rs較小的傳感器。
例如,某種型號(hào)的電流傳感器,其標(biāo)準(zhǔn)額定電流ipn=1000a,匝數(shù)比np/ns=1/2000,e值為1.5v,副邊電阻rs=30ω,測(cè)量電阻rm=15w,用15v電源單極性供電。則va=30v(單極性供電是雙極性供電的2倍), 而:
is=ip×np/ns =0.
vs=rs×is=15v
vm=rm×is=7.5v
通過(guò)以上檢驗(yàn),可知這種傳感器在此條件下測(cè)量能保證穩(wěn)定性。它所能測(cè)量的原邊電流的zui大值(即測(cè)量范圍)
傳感器市場(chǎng)發(fā)展前景
一些傳感器市場(chǎng)比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場(chǎng)的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場(chǎng)規(guī)模zui大,分別占到整個(gè)傳感器市場(chǎng)的21%、19%和14%。傳感器市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)來(lái)自于無(wú)線(xiàn)傳感器、mems(micro-electro-mechanicalsystems,微機(jī)電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中,無(wú)線(xiàn)傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)會(huì)超過(guò)25%。
目前,的傳感器市場(chǎng)在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。有關(guān)專(zhuān)家指出,傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高,各國(guó)將競(jìng)相加速新一代傳感器的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,競(jìng)爭(zhēng)也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來(lái)的傳感器市場(chǎng),比如無(wú)線(xiàn)傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與*的擴(kuò)大。