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电压变送器

[编辑日期:2014/12/15 16:23:33]

电压变送器电压变送器是一种将被测交流电压、直流电压、脉冲电压转换成按线性比例输出直流电压或直流电流并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。

电压变送器包含了交流电压变送器[1]和直流电压变送器,苏州科元仪器仪表有限公司专业研制电压变送器[2],凭着多年的研制经验和过硬的技术实力,苏州科元研制的电压变送器被广泛应用于广泛应用于电气、电力、电信、钢铁、石油化工、污水处理、环保工程、航空航天、楼宇自控等领域。

执行标准:QB/441600?17?079-2001

准 确 度:0.2%,0.5%

整机功耗:≤3VA

工作稳定性:年变化< 0.2%

工频耐压:AC2.0kV/min.1mA

绝缘电阻:≥20M Ω(DC500V)

冲击电压:5kV(峰值),1.2/50 μS

响应时间:≤350ms

输入范围:DC0~5A、DC0~500V(可选)

吸收功率:≤0.1VA

过载能力:电流:2倍连续, 20倍/秒。电压:2倍连续

输出信号:DC0~5V、1~5V、0~20mA、4~20mA等

负载电阻:电流输出:RL≤600Ω;电压输出:RL≥2KΩ

工作环境:-10~50℃,20%~90%无凝露

贮存环境:-40~70℃,20%~95%无凝露

安装方式:DIN(35mm)导轨及M4镙钉固

深圳市信瑞达电力设备电压变送器的优点[3]

1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响,传输线可用非常便宜的更细的双绞线导线;

?深圳市信瑞达电力设备电压变送器2、在电流源输出电阻足够大时,经磁场耦合感应到导线环路内的电压,不会产生显着影响,因为干扰源引起的电流极小,一般利用双绞线就能抵抗降低干扰;

3、电容性干扰会导致接收器电阻有关误差,对于4~20mA两线制环路,接收器电阻通常为250Ω(取样Uout=1~5V)这个电阻小到不足以产生显着误差,因此,可以允许的电线长度比电压遥测系统更长更远;

4、各个单台示读装置或记录装置可以在电线长度不等的不同通道间进行换接,不因电线长度的不等造成精度的差异;

5、将4mA用于零电平,使判断开路或传感器损坏(0mA状态)十分方便。

6、 在两线输出口容易增设防浪涌和防雷器件,有利于安全防雷防爆。 DH4-20mA电压变送器变送器模块是采用意法半导体(ST)ASIC芯片为实现无源交流隔离传感器(互感原理)的两线制电流遥测技术手段而定型生产的单片模块产品。无源交流隔离传感器(互感原理)输入的电压信号经整流滤波和I/V转换后输出一个随I1线性变化的直流电压信号U2,U2作为浮地控制信号去控制该模块输出4~20mA的标准化电流环路,(零七五五三六六一五六零一)该模块实现了无源交流隔离传感器信号变换为两根连接线路发送的呈线性比例的环路电流,接受器通过测量已知电阻RL两端的压降对环路电流进行检测。

选型示例:LF-DV11-54A1-0.2/0~5V

?A﹍隔离方式:??????????????????????????????????????????????????????????????? C﹍供电方式:

??? 1:输入/输出/电源三隔离产品?????????????????????????????????????? 2:12V±10%

??? 2:输入/输出两隔离产品???????????????????????????????????????????????3:15V±10%

B﹍输出形式:??????????????????????????????????????????????????????????????????? 4:24V±15%

??? 3:0~5V???????????????????????????????????????????????????????????????????D﹍电压输入范围

??? 4:0~20 mA

??? 5:4~20 mA

??? 6:1~5V

??? 8:0~10V

??? F:OC频率信号输出

??? T:特殊输出

说明:该产品表示0~5V输入量程、4~20 mA输出、24V供电、A1外型的单路直流电压三隔离变送器[4]

电压变送器分为直流电压变送器[5]和交流电压变送器[6]

直流电压变送器是指将被测直流电压隔离转换成按线性比例输出的标准直流电压或直流电流的装置。直流电压变送器又分为单路直流电压变送器和双路直流电压变送器,单路直流电压变送器是指将被测直流电压隔离转换成按线性比例输出的单路标准直流电压或直流电流的装置。双路直流电压变送器是指将被测直流电压隔离转换成按线性比例输出的双路标准直流电压或直流电流的装置。

交流电压变送器又分为单相交流电压变送器和三相交流电压变送器。单相交流电压变送器是指将被测交流电压隔离转换成按线性比例输出的单路标准直流电压或直流电流,三相交流电压变送器是指将被测三相交流电压隔离转换成按线性比例输出的三路标准直流电压或直流电流。

产品分类

????? A1单路直流电压高精度传感器[7]?深圳信瑞达A41电压传感器

???? A1双路直流电压高精度传感器[8]

???? A41单路直流电压传感器[9]

???? A43单路直流电压传感器[10]

???? D31单路直流电压传感器[11]

性能指标

  1.准确度(精度):通用工业级0.5%,定制0.2%;[12][13]

  2.线性度:通用工业级0.5%,定制0.2%;

  3.额定工作电压:DC+24V±20%,极限工作电压≤35V,定制AC220V+15%;

  4.电源功耗:DC+24V静态4mA,动态时相等与环路电流,内部限制25mA+10%,功耗0.6W;

  定制AC220V,功耗1W;

  5.额定输入吸收功率:电流类型≤1VA,电压类型≤1VA;

  6.额定输入:70V,100V,120V,250V,300V,450V,500V,600V,800V,1000V或其他定制;

  7.额定工作频率:50/60Hz;

  8.输出形式:标准两线制DC4~20mA;

  9.输出温漂系数:≤50ppm/℃;

  10.响应时间:≤100ms;

  11.输出负载电阻:RL(Ω)=(24V-10V)/0.02A=700Ω;

  ?????????????????????????????? ?注:(1)标准V+24V时负载电阻RL为700Ω;

  ???????????????????????????? ? (2)RL等于转换1~5V的250Ω电阻加上两根传输线路总铜阻;

  12.输入过载能力:电流类型:1.5倍连续,30倍/秒,电压类型:1.2倍连续,30倍/秒;

  13.输出过流保护:内部限制25mA+10%;

  14.两线端口瞬态感应雷与浪涌电流TVS抑制保护能力:TVS抑制冲击电流能力为35A/20ms/1.5KW;

  15.两线端口设置有+24V电源反接保护;

  16.输出电流设置有长时间短路保护限制:内部限制25mA+10%;

  17.输入/输出绝缘隔离强度:AC2000V / 1min、1mA,或其他定制;

  18.输入/输出绝缘电阻≥20MΩ(DC500V);

  19.工作环境:-25℃~+70℃,20%~90%无凝露;

  20.贮存温度:-40℃~+85℃,20%~90%无凝露;

  21.安装方式:DIN-35mm导轨安装及M4螺钉固定;

  22.执行标准: GB/T13850-1998;

??? * 注意产品标签上的辅助电源信息,变送器的辅助电源等级和极性不可接错,否则将损坏变送器;

??? *?变送器为一体化结构,不可拆卸,同时应避免碰撞和跌落;

??? *?变送器在有强磁干扰的环境中使用时,请注意输入线的屏蔽,输出信号应尽可能短。集中安装时,小安装间隔不应小于10mm;

??? * 本系列变送器内部未设置防雷击电路,当变送器输入、输出馈线暴露于室外恶劣气候环境之中时,应注意采取防雷措施;

??? * 本产品采用阻燃ABS塑料外壳封装,外壳极限耐受温度为+85℃,收到高温烘烤时会发生变形,影响产品性能。产品请勿在热源附近使用或保存,请勿把产品放进高温箱内烘烤;

??? * 请勿损坏或者修改产品的标签、标志,请勿拆卸或改装变送器,否则本公司将不再对该产品提供“三包”(包换、包退、包修)服务。[14]

1.从传感器和变送器的定义来区分:

传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称,通常由敏感元件和转换元件组成。当传感器的输出为规定的标准信号时,则称为变送器。

变送器(transmitter)是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号(或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源)的转换器。

传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。变送器的种类很多,用在工控仪表上面的变送器主要有温度变送器、压力变送器、流量变送器、电流变送器、电压变送器等等。

?2.从传感器和变送器的作用来区分:

传感器的作用是把物质的特性转化为可以使用简单方法测量的物理量,例如某种传感器通过氧分子能被磁场吸引的原理,使得有磁场的管路中通过的空气流量和没有磁场的管路中空气流量的差异所带来的散热程度不同,进而对比两个加温元件的温度来检测空气中含氧量。所以传感器的输出量在能量结构、大小、形式、与被测量的对应关系上没有一定之规。

变送器的作用一是可以利用传感器的特性,通过结构形式的改变扩大传感器的测量应用范围,并且将信号整合成规定的统一信号实现远距离传送。二是可以将传感器的输出信号作为输入,进行放大、圆整,形成规定的统一信号实现远距离传送。

在电力系统中,由于通常可以从被测量中获得较大的能量,并且通常是电—电转换,所以一些传感器可以直接获得变送器所具有的能力。所以两者的界线不太明显。

3.从传感器和变送器的输出来区分:

变送器的输出是标准电量信号,如0-5V电压,4-20mA电流等。传感器的输出则不那么标准,比如非常微弱的电信号。变送器里必然含有传感器,相当于是传感器+电量转换器件。

变送器就是放大输出的作用,如果是称重传感器的话,只要是放大信号,那就可以配个变送器就可以了,而且 还便宜一点,但是如果还要别的功能那就直接配仪表就好,仪表里面也有放大输出的作用。价格高一点。

模拟输出信号输出信号的较高、较低标称值和恒流制输出电压应从5.2.1和5.2.2或5.2.5中选取。5.2.1 输出电流4mA~20mA为优选值。注:这里“0mA具有特殊意义”(见IEC 381-1)其他可选值:  0mA~20mA  0mA~1mA  0mA~10mA  -1mA~0mA~1mA  -10mA~0mA~10mA5.2.4 若输出电压值较低,应注意可能产生的干扰问题。5.2.5 输出电压  0V~1V  0V~10V  -1V~0V~1V  -10V~0V~10V  0V~5V  -5V~0V~5V  注:电压输出的变送器不推荐使用。5.3 数字输出信号所选择的数字输出信号应符合变送器准确度和响应时间以及通信系统的要求。传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称,通常由敏感元件和转换元件组成。当传感器的输出为规定的标准信号时,则称为变送器。

4.从传感器和变送器的采集信号来区分:

前者是以传送信号为主,后者以采集信号为主

传感器sensor: 负责感应信号的量变,把待检测的量转化为可以用常规手段检测到得例如阻值、电压变化,不负责信号整定。变送器transmitter:感应完信号变化后,将其通过电路整定为标准的工业测量量,例如4~20ma,1~5v。

这里可能有个概念问题。一般指的压力“传感器”是mv信号输出的,没有经过放大;经过放大后的,也就是说的有变送输出的,才叫压力“变送器”。0-10V输出的,就叫压力变送器了。但我们通常不管是传感器还是变送器,都习惯性的叫传感器, 但是严格来讲,传感器和变送器是不同的。传感器的信号是微小的,mv输出的;变送器的信号经过放大了,有0-5V,0-10V,4-20mA等 。传感器是能够受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置的总称,通常由敏感元件和转换元件组成。当传感器的输出为规定的标准信号时,则称为变送器。变送器的概念是将非标准电信号转换为标准电信号的仪器,传感器则是将物理信号转换为电信号的器件,过去常讲物理信号,现在其他信号也有了。一次仪表指现场测量仪表或基地控制表,二次仪表指利用一次表信号完成其他功能:诸如控制,显示等功能的仪表。

变送器的概念是将非标准电信号转换为标准电信号的仪器,传感器则是将物理信号转换为电信号的器件,过去常讲物理信号,现在其他信号也有了。一次仪表指现场测量仪表或基地控制表,二次仪表指利用一次表信号完成其他功能:诸如控制,显示等功能的仪表。传感器和变送器本是热工仪表的概念。传感器是把非电物理量如温度、压力、液位、物料、气体特性等转换成电信号或把物理量如压力、液位等直接送到变送器。变送器则是把传感器采集到的微弱的电信号放大以便转送或启动控制元件。或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源。根据需要还可将模拟量变换为数字量。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号源。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。还有一种变送器不是将物理量变换成电信号,如一种锅炉水位计的“差压变送器”,他是将液位传感器里的下部的水和上部蒸汽的冷凝水通过仪表管送到变送器的波纹管两侧,以波纹管两侧的差压带动机械放大装置用指针指示水位的一种远方仪表。当然还有把电气模拟量变换成数字量的也可以叫变送器。以上只是从概念上说明传感器和变送器的区别。[15]

电压变送器可以直接将被测主回路交流电流转换成按线性比例输出的DC4~20mA(通过串接250Ω电阻转换DC?1~5V或通过串接500Ω电阻?转换DC2~10V)恒流环标准信号,连续输送到接收装置(计算机或显示仪表)。?电压变送器原副边高度绝缘隔离,两线制输出接线,辅助工作电源 24V与输出信号线DC4~20mA共用,具有精度高,体积小、功耗小、频响宽、抗干扰、国内首创4种补偿措施和6大全面保护功能,两线端口防感应雷能力强,具有雷击波和突波的保护能力等优点。特别适用发电机、电动机、智能低压配电柜、空调、风机、路灯等负载电流的智能监控系统[16]

电压变送器的应用

随着电力电子技术的飞速发展,大量的电力电子装置接入电网,在给国民经济带来了巨大的经济效益的同时,也给电网带来了谐波。电力系统谐波不仅仅会增大电网损耗,还会引起保护系统的误动作,影响电力系统通信等,严重威胁着电网的安全稳定运行。

??在电压变送器[17]的应用中,其控制精度和动态跟踪性能起着关键的作用。通常情况下,谐波的检测精度和动态响应速度是相互矛盾的,检测精度的提高往往需要更多的历史数据,这使得动态响应速度下降,此时,电流变送器会因为输出谐波电流与理想的补偿谐波电流之间的时延而难以获得较好的滤波效果;而动态响应的提高,往往是数据信息的提取量不够,影响到检测精度。这使得APF往往发生谐波补偿量过补或欠补,同样影响到绍兴中仪电子的电流变送器的性能。为了保证电流变送器的高精度和高实时性,高性能的传感器起着关键的作用。

全隔离电流/电压变送器应用

? ? ? 交流电流(电压)变送器是一种能将被测交流电流(电压)转换成按线性比例输出直流电流或直流电压的装置;直流电流(电压)变送器是一种将被测信号变换成一电压,经线性光耦直接变换成一个与被测信号成极好线性关系并且完全隔离的电压,再经恒流(恒压)至输出的装置.?

大家都知道:越大的系统实际形成的接地点越多,由于各接地点的电位不同,地回路的电流就产生了.地回路是加在信号中,信号就失去了真实性和稳定性.消除地回路电流的方法有两个:①整个系统做到一点接地.②使用信号隔离器.在实际中,一点接地的办法是很难实现的.例如:有些仪表为了确保人身安全,必须接地;有些传感器(例如电热偶)必须接地以获得准确测量值.何况在一个大系统中,不该接地的所有地方都保证绝缘电阻50MΩ的起码要求也不容易做到,加上机壳和屏蔽线条还处处存在分布电容耦合,产生交流地回路电流.目前解决地回路问题就只能靠信号隔离.信号隔离器(隔离变送器)切断地回路电流而使信号线性通过.使用隔离变送器有以下好处:?

①?克服分散采集,信号传输距离远带来的地回路干扰、强电干扰的

问题.?

②?解决多路信号进入同一计算机的数据采集板互相干扰的问题.输入

信号经过隔离变送器后可以接成单端方式.?

③?解决工业现场不同厂家来源不同年代的仪器、仪表、设备、计算

机之间的信号接口问题,实现标准摸拟信号的自由连接.?

④?解决由于传感器、仪表安装不当或传输走向不合理,绝缘屏蔽不够

使信号引入共摸干扰的问题.?

⑤?克服变频调速器带来的干扰.?

⑥?防止带有强干扰和危险电势的信号(高压、在电流信号)直接进入

计算机、PLC、DCS、变频调速器等测控设备造成设备损坏.?

隔离变送器主要应用于电力、通信、石油、钢铁、化工、冶金、煤炭、

铁道、市政等部门的电气装置,自动化控制及调度系统.

扩展阅读: