電壓傳感器的應用計算
傳感器的主要計算公式如下:
NPIP=NSIS; 計算原邊或副邊電流
VM=RMI; 計算測量電壓
VS=RSIS; 計算副邊電壓
VA=e+VS+VM; 計算供電電壓
其中,e是二極管內部和晶體管輸出的壓降,不同型號的傳感器有不同的e值。這里我們僅以ES300C為例,這種傳感器的匝數比NP/NS=1/2000、標準額定電流值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,其傳感器測量量程>100A且無防止供電電源意外倒置的保護二極管的情況下,e=1V。在上述條件下:
(1)給定供電電壓VA,計算測量電壓VM和測量電阻RM:
假設:供電電壓VA=±15V
根據上述公式得:
測量電壓VM=9.5V;
測量電阻RM=VM/IS =63.33Ω;
副邊電流IS=0.1。
所以當我們選用63.33Ω的測量電阻時,在傳感器滿額度測量時,其輸出電流信號為0.1 ,測量電壓為9.5V。
(2)給定供電電壓和測量電阻,計算欲測量的峰值電流;
假設:供電電壓VA=±15V,測量電阻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
這說明,在上述條件下,傳感器所能測量的zui大電流即原邊峰值電流為666A。如果原邊電流大于此值,傳感器雖測量不出來,但傳感器不會被損壞。
(3)測量電阻(負載電阻)能影響傳感器的測量范圍。
測量電阻對傳感器測量范圍也存在影響,所以我們需要精心選擇測量電阻。用下式可計算出測量電阻:其中,VAmin—扣除誤差后的zui小供電電壓;
e—傳感器內部晶體管的電壓降;
RS—傳感器副邊線圈的電阻;
ISmax—原邊電流IP為zui大值時的副邊電流值。
另外我們可以通過下式確認所選傳感器的穩(wěn)定性。
如果VAmin不符合上式,則會造成傳感器的不穩(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,某種型號的電流傳感器,其標準額定電流IPN=1000A,匝數比NP/NS=1/2000,e值為1.5V,副邊電阻RS=30Ω,測量電阻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
通過以上檢驗,可知這種傳感器在此條件下測量能保證穩(wěn)定性。它所能測量的原邊電流的zui大值(即測量范圍)
傳感器市場發(fā)展前景
一些傳感器市場比如
壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場規(guī)模zui大,分別占到整個傳感器市場的21%、19%和14%。傳感器市場的主要增長來自于無線傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems,微機電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中,無線傳感器在2007-2010年復合年增長率預計會超過25%。
目前,的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。有關專家指出,傳感器領域的主要技術將在現(xiàn)有基礎上予以延伸和提高,各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產業(yè)化,競爭也將日益激烈。新技術的發(fā)展將重新定義未來的傳感器市場,比如無線傳感器、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*的擴大。