電流變送器

2021-10-06 02:42:37 字數 3590 閱讀 6823

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電量變送器是一種將被測電量(交流電壓、電流、有功功率來、無功功率、有功電能、無功電能、頻率、相位、功率因數、直流電壓、電流等)轉換成按線性比例直流電流或電壓輸出(電能脈衝輸出)的測量儀表。

電流變送器可以直接將被測主迴路交流電流或者直流電流轉換成按線性比例輸出的dc4~20ma(通過250ω 電阻轉換dc 1~5v或通過500ω電阻 轉換dc2~10v)恆流環標準訊號,連續輸送到接收裝置(計算機或顯示儀表)。

組成原理:

變送器是基於負反饋原理工作的,它主要由測量部分、放大器和自反饋部分組成。測量部分用於檢測被測變數x,並將其轉換成能被放大器接受的輸入訊號zi(電壓、電流、位移、作用力或力矩等訊號)。反饋部分則把變送器的輸出訊號y轉換成反饋訊號zf,再回送至輸入端。zi與調零訊號zo的代數和同反饋訊號zf進行比較,其差值ε送入放大器進行放大,並轉換成標準輸出訊號y。

電流變送器,作用是把大的電流,按一定比率變成小的電流,便於檢測。帶有大電流的導線從電流變送器的穿孔中間經過,在電流變送器的輸出端就會測量出導線的電流.交流變送器和直流變送器都屬於電流變送器

電流變zd送器的作用是為了接二次儀表使用,電流變送器就是把大的交直流電流訊號 轉換為4-20ma標準型號提供給plc 來控制。

電流變送器的原理是把大的電流,按一定比率變成小的電流,便於檢測。

電流變送器分直流電流變送器和交流電流變送器兩種。

交流電流變送器是一種能將被測交流電流轉換成回按線性比例輸出直流電壓或直流電流的儀器,產品廣泛應用於電力、郵電、石油、煤炭、冶金、鐵道、市政等部門的電氣裝置、自動控制以及排程系統。交流電流、電壓變送器具有單路、三路組合結構形式。

電流變送器特點:

1、準確答度高(典型:0.2% 最好0.05%)。

2、整個量程範圍都有極高的線性度。

3、整合化程度高,結構簡單,優良的溫度特性和長期工作穩定性,使變送器免於定期校驗。

電路中影響變送器精度的因素很多,主要的有以下幾種。

(1)非線性元件的影響 常規的電壓、電流變送器多為交流變換器(小互感器),次級工頻交流訊號經過整流、濾波、穩壓後獲得較終的直流訊號。由於整流二極體,它們是非線性器件,因此它的電壓、電流曲線均存在非線性特徵。

(2)變送器鐵芯的影響常規變送器變換中均採用鐵芯材料作為導磁介質。一方面由於鐵磁材料所表現出來的非線性特徵(磁化喵線的起始區和飽和區),並非是一種理想的線性傳輸關係,因此必然會對變送器的精度產生影響。另一方面,由於鐵磁材料的磁滯性,鐵芯對變送器的精度也會產生影響。一般在工頻範圍內,常規的矽鋼片滯後角度在0~15內變化,而這個滯後角度的存在相當於增加了無功功率的成分,由於常規功率變送器是把電壓和電流訊號通過乘法器運算得出功率,所以這個滯後角度也會影響到功率變送器的精度。

(3)運算放大器的影響 常規電量變送器大多由運算放大器組成,溫度對運算放大器的工作影響很大,溫度發生變化,「零」點漂移,使得工作點不穩定,直接影響了變送器的精度和可靠性。

(5)阻抗不匹配造成的誤差影響。(6)系統不平衡的影響 常規變送器計算功率一般近似認為系統是平衡的,但實際上是不平衡的,系統的這種不平衡往往也對變送器的精度產生影響。

電流變送器的基本測量電路一般由下圖幾個部分組成:

由於我們需要測量的電量一般都為高電壓(57.7-380v)和大電流(1a-10a),如果不對它們進行隔離和把幅度減小,將對人身安全和裝置造成嚴重威脅。

訊號輸入隔離一般採用電流變送器(pt)和電流互感器(ct),對這一部分的基本要求為:

a. 訊號隔離的耐壓絕緣性能要好,耐壓應》2kv。

b. 線性要好,由於pt、ct都採用鐵磁材料加工而成,它們的線性不好,在以後的電路中是很難補償的,因此,一定要選用優質材料和先進工藝製造的高線性度pt、ct,才能保證變送器測量的線性度。

c. pt、ct的輸出負載要小,由於變送器使用的pt、ct的鐵芯截面受體積限制都比較小,

因此隨著輸出負載的增大,其非線性將急劇增加,一般pt的輸出電流應<1ma,ct的輸出電流應<10ma(一般為5ma左右),取樣電阻應<200ω。

這部分是電量變送器的核心,通過它把不同的被測電量轉換成相應的輸出電量,相應於不同的被測電量而採用不同的轉換電路。具體電路將在後面再詳細介紹。

這部分電路的作用是輸出變送器需要輸出的電量,它的基本要求是:

a.具有一定的帶負載能力。

b.恆定輸出。即在一定的負載範圍內,其輸出值不受負載變化的影響,即在電壓輸出時,應為恆壓輸出,電流輸出時應為恆流輸出。

電流互感器原理是依據原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側繞組匝數很少,串在需要測量的電流的線路中,因此它經常有線路的全部電流流過,二次側繞組匝數比較多,串接在測量儀表和保護迴路中,電流互感器在工作時,它的二次側迴路始終是閉合的,因此測量儀表和保護迴路串聯線圈的阻抗很小,電流互感器的工作狀態接近短路。電流互感器是把一次側大電流轉換成二次側小電流來使用 ,二次側不可開路。

工作原理

在發電、變電、輸電、配電和用電的線路中電流大小懸殊,從幾安到幾萬安都有。為便於測量、保護和控制需要轉換為比較統一的電流,另外線路上的電壓一般都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到電流變換和電氣隔離作用。

對於指標式的電流錶,電流互感器的二次電流大多數是安培級的(如5a等)。對於數位化儀表,取樣的訊號一般為毫安級(0-5v、4-20ma等)。微型電流互感器二次電流為毫安級,主要起大互感器與取樣之間的橋梁作用。

微型電流互感器也有人稱之為「儀用電流互感器」。(「儀用電流互感器」有一層含義是在實驗室使用的多電流比精密電流互感器,一般用於擴大儀表量程。)

電流互感器與變壓器類似也是根據電磁感應原理工作,變壓器變換的是電壓而電流互感器變換的是電流罷了。電流互感器接被測電流的繞組(匝數為n1),稱為一次繞組(或原邊繞組、初級繞組);接測量儀表的繞組(匝數為n2)稱為二次繞組(或副邊繞組、次級繞組)。

電流互感器一次繞組電流i1與二次繞組i2的電流比,叫實際電流比k。電流互感器在額定電流下工作時的電流比叫電流互感器額定電流比,用kn表示。

kn=i1n/i2n

電流互感器(current transformer 簡稱ct)的作用是可以把數值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數值較小的二次電流,用來進行保護、測量等用途。如變比為400/5的電流互感器,可以把實際為400a的電流轉變為5a的電流。

q=0.01252αε百β2d2(⊿p/ρ) ^ (1/2)

q:體積流量(m^3/h)

α:流量係數(度由孔板廠家提供)

ε:流束膨脹係數(0.88~0.99)

β:版節流件開孔直徑比d/d

ρ:被測流體密度(kg/m^3)

⊿p:差壓變送器測得的權差壓值(kgf/m^2)

差壓量程為0-25kpa ,4-20ma輸出,二次流量表0-200m3/h, 問流量為80, 100時 對應的差壓知為多少,電流輸出為多少?

有詳細計算公式和步驟如下:

一般來說流量和差壓是開跟關係,即f*f=k*△p

則道k=f×f/△p=200*200/25=1600

流量為80m3/h時:△p1=f1*f1/k=80*80/1600=4kpa

電流輸出為(20ma-4ma)×4/25+4=6.56ma

流量為100m3/h時:△p2=f2*f2/k=100*100/1600=6.25kpa

電流輸出為(20ma-4ma)×6.25/25+4=8ma

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