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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Самый быстрый в мире жесткий диск от Seagate 22.03.2018 Seagate, американский производитель решений для хранения данных, продемонстрировал новый сверхбыстрый накопитель на жестких магнитных дисках. В конструкции устройства применена собственная "мультиактуаторная" технология Seagate под брендом Mach.2. Именно это решение позволило добиться двукратного прироста пропускной способности по сравнению с накопителями того же класса. Кроме того, новые диски компании будут осуществлять запись данных по новой технологии, разработанной Seagate. Метод, позволяющий добиться повышения уровня надежности записи и значительно увеличить вместимость накопителя (до 40 ТБ) без наращивания количества магнитных пластин, носит название HAMR (термоассистируемая магнитная запись). По заявлению Seagate, новое устройство соответствует всем современным стандартам надежности и долговечности. Время наработки головок с HAMR на отказ составляет 6 тыс. часов, что эквивалентно 3,2 ПБ записанных данных и в 20 раз превосходит промышленный стандарт. Новый жесткий диск станет частью флагманской линейки компании Exos, предназначенной для корпоративного сектора. Цена и сроки появления новинки в продаже пока неизвестны. Накопитель на жестком магнитном диске состоит из нескольких пластин, покрытых магнитным материалом и располагающихся на единой оси, а также набора головок, число которых соответствует количеству пластин. Привод головок называется актуатором и в общем случае способен перемещать головки одновременно, что накладывает определенные ограничения на возможность синхронного выполнения операций чтения/записи на нескольких пластинах одновременно. Seagate решила эту проблему при помощи разделения единого актуатора на два независимых блока головок. Это позволило достичь скорости последовательной записи в рекордные 480 МБ/с без увеличения скорости вращения шпинделя жесткого диска, что более чем в два раза превышает пропускную способность (235 МБ/с) стандартных промышленных решений, работающих на 7,2 тыс. оборотах в минуту.

Другие интересные новости:

▪ Электричество ведет себя как вода

▪ Цветная e-paper в 2012 году

▪ Майнинговые установки отопят теплицы с тюльпанами

▪ Лампы с графеном

▪ Аппендикс: хранилище полезных бактерий и ключ к иммунитету

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья Рамон Гомес де ла Серна. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какой формы дождевые капли? Подробный ответ

▪ статья Комендант. Должностная инструкция

▪ статья Звуковой пробник-омметр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Транзисторы биполярные и полевые. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026