Датчик переменного напряжения на 250 В. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Индикаторы, датчики, детекторы

 Комментарии к статье

Датчики тока и напряжения наиболее часто применяют для измерения переменных токов и напряжений промышленной частоты 50 Гц. Применение для этих целей датчиков тока и напряжения с гальванической развязкой на основе эффекта Холла фирмы LEM, являющейся монополистом в этой области, нецелесообразно из-за больших входных токов для датчиков напряжений (10...20 мА), большой погрешности порядка 1% от верхнего значения шкалы, сложности и высокой стоимости [1]. Преимуществом датчиков, использующих эффект Холла, является возможность измерения постоянных токов и напряжений.

Наиболее целесообразно для измерения переменных токов и напряжений применение трансформаторов тока и напряжения с электронной схемой обработки сигналов, удобной для пользователя. Трансформатор преобразует напряжение во всем диапазоне с одинаковой погрешностью, будь то сотни вольт или единицы микровольт. Мощность сигнала с трансформатора минимально возможно выполнимого размера на несколько порядков больше мощности сигнала датчика Холла. Это позволяет реализовать датчики напряжения с входным током 1 мА и датчики тока со шкалой 0,5 А и погрешностью 0,1...0,5%.

При измерении переменных токов и напряжений датчиками на основе эффекта Холла можно существенно уменьшить погрешность, отсекая постоянную составляющую конденсатором, но это еще больше усложняет датчик и нецелесообразно.

В предложенном датчике напряжения с целью упрощения конструкции и уменьшения габаритов вместо трансформатора напряжения используют трансформатор тока с добавочным сопротивлением (рис.1).

Датчик имеет следующие характеристики:

• Входное напряжение.......0...250 В
• Входной ток (при напряжении 250 В).......1 мА
• Выходной ток (при напряжении 250 В).......5 мА
• Сопротивление нагрузки.......0...1 кОм
• Погрешность от измеряемого значения в диапазоне измерений от 25 В до 250 В.......не более 0,1%
• Напряжение питания.......±15 В

Добавочное сопротивление состоит из трех резисторов R1R3 и определяет входной ток датчика. Резистор R1 прецизионный с погрешностью 0,5%, резисторы R2, R3 служат для подбора величины добавочного сопротивления, подбор осуществляется закорачиванием резисторов R2, R3.

Максимальная мощность, рассеиваемая резисторами R1R3, не более 0,25 Вт. Основная погрешность определяется точностью подбора резисторов R1-R3. Дополнительная погрешность определяется ТКС резисторов R1-R3.

Сигнал с вторичной обмотки 3 трансформатора Т1 поступает на вход операционного усилителя А1. Для устранения остаточной намагниченности cердечника и улучшения частотной характеристики усилитель охвачен отрицательной обратной связью по магнитному потоку. Выходной сигнал А1 создает выходной ток в обмотке 2, создающий в сердечнике магнитный поток равный по величине и противоположный по направлению магнитному потоку, создаваемому входным током.

Датчик имеет токовый выход (выходной ток не зависит от сопротивления нагрузки):

Iвых=IвхW1/W3,

где W1 - количество витков обмотки 1, W3 - количество витков обмотки 3.

Сердечник трансформатора набран из Г-образных пластин и имеет габариты 30Ч22Ч5 мм (5 мм - толщина набора). Обмотки 1, 2 содержат по 2000 витков проводом ПЭВ-0,1, обмотка 3 содержит 400 витков проводом ПЭВ-0,2.

На рис.2 показан вариант исполнения датчика с токовым выпрямленным выходом.

Датчик имеет следующие характеристики:

• Входное напряжение.......0...250 В
• Входной ток (при напряжении 250 В).......1 мА
• Выходной ток (выпрямленный, амплитудное значение).......10 мА
• Сопротивление нагрузки.......0...620 Ом
• Погрешность от измеряемого значения в диапазоне измерений от 25 В до 250 В.......не более 0,5%
• Напряжение питания.......±15 В

Переменный сигнал с резистора R4 поступает на вход прецизионного выпрямителя, собранного на операционном усилителе А2 и диодах V1, V2 по стандартной схеме. Сигналы с диодов V1, V2 поступают на входы преобразователя напряжение-ток, собранного на ОУ А3 и транзисторе М3. Для того чтобы выходной ток не зависел от сопротивления нагрузки, необходимо выполнить равенство R11/R9=R12/R10. Регулировка датчика заключается в установке величины выходного тока при входном токе 1 мА путем подбора величины резистора R4.

Литература:

1. Проспект фирмы "LEM".

Смотрите другие статьи раздела Индикаторы, датчики, детекторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Полет на Марс: испытание для тела и выживания человечества 10.11.2025

Исследование космоса и перспективы полета на Марс привлекают внимание ученых и инженеров по всему миру. Но за технологическими достижениями скрывается серьезная угроза для здоровья астронавтов. Как отмечает Interesting Engineering, даже самые современные ракеты и системы жизнеобеспечения не способны полностью защитить человека от физических и генетических изменений, возникающих во время длительных космических миссий. Эти риски включают потерю костной массы, ослабление мышц и даже потенциальные повреждения ДНК. Путешествие на Марс длится от шести до девяти месяцев. В условиях невесомости организм, привыкший к земной гравитации, претерпевает значительные изменения. Мышцы атрофируются, кости теряют до 1% плотности в месяц, сердце уменьшается в размерах, а позвоночник удлиняется, вызывая боль и дискомфорт. После возвращения на Землю астронавты сталкиваются с головокружением и проблемами при вставании из-за адаптации к гравитации. Особую опасность представляет перераспределение жидкос ...>>

Зеркальные спутники и их угрозы для астрономии и экологии 09.11.2025

Калифорнийский космический стартап Reflect Orbital, который планирует к 2030 году вывести на орбиту 4 000 зеркальных спутников, отражающих солнечный свет на Землю даже ночью. Главная цель - увеличить эффективность солнечных электростанций, обеспечивая непрерывное освещение в ночное время. Первый демонстрационный аппарат EARENDIL-1 с зеркалом площадью 334 м2 предполагается запустить в апреле 2026 года, а соответствующая заявка уже подана в Федеральную комиссию связи США (FCC). Проект получил 1,25 млн долларов поддержки от ВВС США в рамках программы для малого бизнеса. Идея заключается в том, чтобы спутники создавали дополнительное освещение для энергетических систем, однако многие ученые выражают сомнения как в технической реализуемости, так и в потенциальном вреде для окружающей среды. Астрономы, включая Майкла Брауна и Мэтью Кенворти, подсчитали, что отраженный свет будет примерно в 15 000 раз слабее дневного солнца, хотя и ярче полной Луны. Для того чтобы создать хотя бы 20% дн ...>>

Случайная новость из Архива Контактная линза с дисплеем OLED 26.08.2025 Исследователи из Корейского института науки и технологий (KAIST) предложили решение, которое избавляет пациентов от необходимости проходить процедуру в затемненных комнатах и фиксировать взгляд на стационарном приборе "Ганцфельд". Теперь достаточно просто надеть линзу, чтобы получить те же данные в гораздо более комфортных условиях. Это особенно важно для детей и людей, которым трудно сохранять неподвижность во время обследования. В основе новой технологии лежит ультратонкий органический светодиод, встроенный в электрод линзы. Толщина OLED составляет всего 12,5 микрометра, что примерно в шесть-восемь раз меньше диаметра человеческого волоса. Такое решение позволяет использовать мягкий и равномерный источник света, не вызывающий перегрева и не ограничивающий интенсивность сигналов. В отличие от традиционных жестких неорганических светодиодов, OLED обеспечивает стабильные результаты даже при низкой яркости - около 126 нит. Устройство работает полностью автономно: в линзу встроены беспроводная антенна и управляющий чип. Передача энергии осуществляется по резонансной частоте 433 МГц, что гарантирует устойчивое и безопасное соединение. В качестве демонстрации практического применения разработчики показали беспроводной контроллер, встроенный в маску для сна и синхронизируемый со смартфоном. Испытания подтвердили безопасность технологии. В процессе экспериментов было доказано, что температура поверхности глаза остается ниже 27 °C, а значит, риск теплового повреждения роговицы исключен. Более того, линза сохраняла свои свойства даже в условиях высокой влажности, что делает ее надежным инструментом для реальных клинических условий. Разработчики подчеркивают, что интеграция гибкости и светорассеивающих характеристик ультратонких OLED в контактную линзу - это первая попытка подобного рода в мировой практике. Профессор Синхэп Ю отмечает, что это открытие позволит расширить возможности смарт-линз не только в сфере диагностики, но и в области фототерапии, лечения близорукости, дополненной реальности и даже световой нейростимуляции. Фактически новая технология меняет само представление о том, каким может быть медицинский инструмент. От громоздких приборов офтальмология делает шаг к компактным и удобным носимым устройствам, которые обеспечивают пациенту больше свободы и комфорта.

Другие интересные новости:

▪ Плотное пуленепробиваемое дерево

▪ Подкожный чип для мгновенного анализа крови

▪ Повышение продуктивности мозга

▪ Восстановление пирамиды Менкаура в Гизе

▪ Суперкомпьютер в Польше

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоэлектроника и электротехника. Подборка статей

▪ статья Луи-Фердинанд Селин. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какие насекомые функционируют по принципам, схожим с алгоритмами протокола TCP/IP? Подробный ответ

▪ статья Облепиха крушиновидная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Последовательный инфракрасный порт компьютера, аппаратный ключ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Преобразователь напряжения, 6/2 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025