Датчики тока и напряжения: ДАТЧИКИ ТОКА, НАПРЯЖЕНИЯ И МОЩНОСТИ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

alexxlab | 20.07.1996 | 0 | Разное

Содержание

ДАТЧИКИ ТОКА, НАПРЯЖЕНИЯ И МОЩНОСТИ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Сегодня направление разработки и производства отечественных датчиков переживает своё второе рождение. Это объясняется, прежде всего, тем, что нынешний уровень развития производства требует не только совершенствования технологических процессов, но и их автоматизации. Кроме того, современное предприятие сегодня немыслимо без автоматизированных систем учёта и управления производством. А поскольку базируются все процессы автоматизации на показаниях первичных датчиков, то вполне понятен интерес и повышенные требования, которые предъявляются к конструкции и характеристикам датчиков различных физических величин.

 

В целом продукцию датчиков можно разбить на две группы: датчики измерения тока и напряжения, датчики активной мощности. Датчики измерения тока и напряжения – это самая многочисленная группа приборов, и физические принципы, лежащие в основе этих датчиков, так или иначе повторяются во всех остальных модификациях. Любой ток, протекающий по проводнику, создаёт вокруг этого проводника магнитное поле. Измеряя величину и направление этого магнитного поля, можно определить величину, направление и форму протекающего тока. Отсюда и основное преимущество датчиков тока, реализующих указанный принцип работы: они измеряют любой вид тока без разрыва токовой цепи и с гальванической развязкой выходного сигнала от токовой цепи. Поэтому, даже несмотря на большую стоимость, датчики измерения тока успешно заменяют токовые шунты и трансформаторы тока.

 

Универсальность датчиков тока заключается в том, что одним и тем же прибором можно измерять постоянные, переменные и импульсные токи. Для этого в конструкцию датчика кроме концентратора магнитного поля, входит так называемый датчик Холла – миниатюрный полупроводниковый прибор, определяющий величину и направление магнитного поля проходящего тока. Конструктивно датчик тока представляет миниатюрный автономный модуль, электронная начинка которого питается от постоянного напряжения ± 15В. Потребитель должен только пропустить токовую шину через отверстие в корпусе датчика тока. Выходной сигнал такого датчика строго пропорционален измеряемому току. Понятно, что в зависимости от величины измеряемого тока и внешних условий эксплуатации датчиков, меняется диаметр отверстия и конструкция корпуса этих приборов. Диапазон измерения тока таких датчиков может составлять от десятков миллиампер и до трёх тысяч ампер. Наиболее популярными и часто используемыми являются датчики, имеющие минимальные размеры, массу и монтируемые, как правило, на печатной плате. При необходимости использования датчиков в более жёстких условиях, связанных с внешними механическими воздействиями, предусмотрена более жёсткая конструкция датчика. Электрическое соединение датчика осуществляется с помощью разъёма.

 

Выходной сигнал стандартного датчика – токовый и строго пропорционален мгновенному значению измеряемого тока. Однако, по требованию заказчика, электронная схема датчика легко трансформируется, и тогда датчик может измерять действующее значение тока, либо обладает стандартным токовым выходом 4-20мА (0-20мА). Это создаёт дополнительные удобства при использовании датчиков в системах автоматизации или связи. Основные преимущества таких датчиков: высокая точность измерений (до 1%), гальваническая развязка, малые габаритно-массовые размеры и температурный дрейф характеристик. Диаметр отверстий под токовую шину колеблется от 10 и до 40мм.

 

Датчики измерения переменного тока можно рассматривать как частный случай универсальных датчиков. Анализ рынка показывает, что примерно в 50% случаев потребителям необходимо измерять только переменные токи. Причём в большинстве случаев это токи синусоидальной формы промышленной частоты 50Гц. Именно для таких измерений разработана серия датчиков, имеющих более дешёвую электронную начинку. Цена таких датчиков приблизительно в 1,5 раза ниже, а уровень технических характеристик весьма высок. Датчики могут работать в широком температурном диапазоне от минус 40 до плюс 80°С с минимальной температурной погрешностью, линейность амплитудно-частотной характеристики не хуже 1% в диапазоне частот от 20Гц до 10кГц. Кроме того, потребитель сам выбирает, с каким выходным сигналом датчика ему удобно работать: это может быть потенциальный сигнал или токовый выход 4-20мА (0-20мА).

 

Если измеряемое напряжение цепи превратить в ток (используя токозадающее сопротивление), то величина этого тока будет пропорциональна напряжению в измерительной цепи. Именно этот принцип лежит в основе работы датчиков измерения напряжения, а наличие в их конструкции датчика Холла обеспечивает гальваническую развязку силовых цепей и цепей контроля. Датчик напряжения может монтироваться на печатную плату, а токозадающее сопротивление подключается одним концом к измерительной цепи, а вторым – к винтовому выводу датчика. Второй винтовой вывод датчика соединяется с измерительной цепью. В ряде случаев более удобным является размещение датчика на DIN-рейке. Для этих целей существует специальная переходная планка. В ряде случаев более удобным является клеммное устройство датчика напряжения. Такой датчик напряжения имеет возможность непосредственного монтажа на DIN-рейке.

 

Датчики напряжения позволяют контролировать постоянное и переменное напряжение до 1 000В в широком температурном диапазоне. Электронная схема датчика предусматривает получение выходного сигнала в виде напряжения или в виде токового сигнала 4-20мА (0-20мА). Этот датчик предназначен для преобразования входного постоянного, импульсного напряжения положительной полярности в стандартное (мгновенное) значение токового выхода 4-20мА. А модификация этого же датчика преобразует входное напряжение в действующее выпрямленное значение стандартного токового выхода 4-20мА. Питание датчика осуществляется по токовой петле 4-20мА, а монтаж – на DIN-рейку.

 

Большое количество модификаций датчиков тока обеспечивает свободу выбора пользователям этих приборов. Однако существует целая отрасль измерений, которая принципиально не может использовать вышеописанные стационарные датчики. Это касается вопросов мониторинга токовых цепей, которые давно собраны и функционируют. Кроме того, целый ряд производств с непрерывным циклом работы не допускает длительного отключения токовых цепей и переустановки оборудования. Для таких случаев незаменимыми оказываются разъёмные датчики тока. Основой таких датчиков является разъёмный магнитопровод, позволяющий монтировать датчики непосредственно на токовой шине, без разрыва последней и с гальванической изоляцией измеряемого тока от измерительных цепей. При необходимости датчики можно закрепить и на DIN-рейке.

 

При протекании измеряемого тока по шине, охватываемой магнитопроводом, в обмотке датчика наводится ток, пропорциональный измеряемому току. Выходной сигнал с обмотки подаётся либо на выпрямитель (детектор) амплитудных значений, либо на детектор истинных среднеквадратичных значений. Напряжение постоянного тока с выхода детектора преобразуется в сигнал интерфейса «токовая петля 4-20мА». Разъёмные датчики тока относятся к числу последних отечественных разработок, и на сегодняшний день освоено производство только двух модификаций: для монтажа на круглой шине и измерения токов в диапазоне от 5 до 300А с допустимой перегрузкой по входному току в 1,5 раза; для монтажа на плоской шине и измерения токов 1 000, 1 500 или 3 000А. Такая конструкция разъёмных датчиков позволяет закрепить их непосредственно на шине без разрыва токовой цепи. Дальше такие датчики функционируют как обычные стационарные приборы. В то же время существует целый ряд задач, которые требуют частых разовых измерений, причём в различных, иногда труднодоступных участках токовых цепей. И часто качество технологического процесса зависит от точности и своевременности этих токовых измерений. Для решения таких задач разработаны электроизмерительные клещи. Токовые клещи являются автономным контрольным прибором (питание от 2-х пальчиковых батареек), предназначенным для измерения действующего значения постоянного и переменного токов без разрыва силовой цепи. Базовая модель клещей – это интеллектуальный прибор, в конструкции которого используется микроконтроллер с электрически программируемым ПЗУ. Благодаря этому клещи кроме ряда стандартных функций (измерение постоянного и переменного токов) содержат ещё и ряд функций мультиметра. Они могут использоваться для измерения напряжения постоянного и переменного токов до 600В, для измерения сопротивления цепи до 2 000Ом и измерения температуры окружающей среды. Выбор пределов измерений, обнуление шкалы в клещах производятся автоматически. Кроме того, клещи содержат ряд сервисных функций: удержания («память») измеренного значения и энергосбережения («сон»). Малые габаритно-массовые размеры и различный диаметр отверстия под токовую шину создают дополнительные удобства для потребителей. Отечественные клещи выгодно отличает возможность работы с ними при отрицательных температурах окружающей среды до минус 20°С.

 

Логическим продолжением описанных выше приборов является датчик измерения мощности (ДИМ). Он предназначен для преобразования активной мощности, потребляемой нагрузкой в цепях переменного тока частоты 50Гц и постоянного тока в пропорциональный сигнал токового интерфейса 0-20мА или 4-20мА, гальванически изолированного от измерительных цепей. Диапазон мощностей, измеряемых ДИМ, составляет от 5 до 200кВт. При этом диапазон входных напряжений колеблется от 20 до 380В, а диапазон входных токов составляет от 20 до 600А. Коэффициент мощности ДИМ на частоте 50Гц составляет 0,3–1, основная приведённая погрешность ± 2%, при этом диаметр отверстия под токовую шину можно варьировать или изготовить датчик мощности под плоскую токовую шину. Питается датчик от внешнего источника питания 13,5–16,5В и выдерживает длительную перегрузку по входу до 120% от номинальных значений напряжения и тока.

 

Отдельного описания заслуживает датчик измерения больших токов (ДБТ). Конструктивно ДБТ состоит из двух блоков: измерительного контура и блока питания. Разъёмный измерительный контур массой до 40кг предназначен для монтажа непосредственно на токоведущей шине. Размеры внутреннего окна контура могут составлять 400х400мм. Удобство монтажа датчика без разрыва токовой шины – это только одно из преимуществ ДБТ по сравнению с традиционно используемыми шунтами. Электрическая связь между измерительным контуром и блоком питания и индикации осуществляется с помощью кабеля длиной до 5м. Блок питания и индикации смонтирован в удобном переносном корпусе и питается от однофазной промышленной сети переменного тока 220В (50Гц) ± 10%. Блок обеспечивает измерительный контур необходимым питанием и формирует выходной сигнал стандартной токовой петли 0-5мА. Основная приведённая погрешность датчика составляет 0,4%. Датчик ДБТ полностью сохраняет работоспособность при 1,5-кратной перегрузке измеряемого тока. Области использования ДБТ весьма специфичны: это энергоёмкие производства медеплавильной промышленности, предприятия нефтяной промышленности и электрометаллургии с высоким уровнем паразитных магнитных полей, нефтехимия и электроэнергетика. Поэтому в датчике предусмотрена специальная система теплоотвода, повышены изолирующие свойства измерительного контура и предусмотрены меры электромагнитной защиты.

 

Основная цель настоящей статьи заключается в том, чтобы дать разработчикам и эксплуатационникам информацию о первичных датчиках, разъяснить особенности этих приборов и помочь разобраться в их преимуществах и недостатках. Вооружённый этими знаниями потребитель сегодня решает сам: использовать импортные приборы или сделать выбор в пользу отечественного производителя.

 

Из статьи Г.Я. ПОРТНОГО,

к.т.н., зам. гл. конструктора ОАО «НИИЭМ»

Оптические датчики тока и напряжения

Неослабевающий интерес к волоконнооптическим датчикам тока, работа которых основана на эффекте Фарадея,
и датчиков напряжения, основанных на использовании эффекта Поккельса [1], связан
с высокими потенциальными возможностями
этих устройств. К ним относятся:

  • Широкий динамический диапазон измерений (токов до сотен кА, напряжения
    до сотен кВ).
  • Высокая линейность.
  • Широкий частотный диапазон, позволяющий анализировать гармоники напряжения и тока непосредственно в высоковольтной цепи.
  • Отсутствие влияния нагрузки вторичных
    цепей и потерь в них.
  • Высокая устойчивость оптоволоконных
    информационных каналов к внешним
    электромагнитным помехам.
  • Меньшие массо-габаритные показатели.
  • Первичный оптический преобразователь
    может быть удален от блока электроники
    на 450–900 м и более.

Применение таких трансформаторов особенно эффективно в высоковольтных и средневольтовых электрических сетях, что объясняется тем, что наиболее сложные вопросы
обеспечения изоляции, особенно для высоковольтных приложений, решаются автоматически за счет физической природы преобразования, так как элементы оптики оптического
волокна изначально являются диэлектриками.
Соответственно, легко обеспечивается гальваническая развязка измерительной и высоковольтной цепи, повышается безопасность при
эксплуатации данных приборов.

Работа оптического датчика тока

Работа оптического датчика тока основана
на эффекте Фарадея, заключающемся в изменении поляризации светового потока под
воздействием магнитного поля. Конкретная
реализация датчиков, использующих этот
эффект, может отличаться и патентуется
фирмами-производителями.

Рис. 1. Структурная схема оптоволоконного датчика
тока с электронно-оптическим блоком

Упрощенная структура электроннооптической схемы датчика тока (рис. 1) содержит источник оптического сигнала. Этот
сигнал с помощью разветвителя преобразуется в два право-и левополяризованных сигнала с противоположными направлениями
вращения, которые поступают в оптическую
петлю, выполненную из N витков оптоволокна. Магнитное поле, создаваемое током I,
протекающим по проводу, в соответствии
с эффектом Фарадея замедляет один сигнал и ускоряет другой. Оба сигнала доходят
до следующего кругового поляризатора, который преобразует их в линейно поляризованные световые потоки с плоскостями поляризации, сдвинутыми на угол:

где V — постоянная Верде.

Постоянная Верде — величина, характеризующая магнитное вращение плоскости
поляризации в веществе. Ее значение зависит
от свойств вещества, длины волны и монохроматичности излучения.

Пришедшие световые потоки преобразуются фотоприемником в два напряжения переменного тока с частотой ω = 2πС/λ (С — скорость света в оптоволокне, λ — длина волны
оптического излучения). Полученные электрические сигналы поступают на ввод аналогоцифрового преобразователя электронного
блока, преобразующего угол Δφ в цифру
с дальнейшей обработкой в DSP-процессоре.
Цифровой блок оснащен высокоуровневыми
и низкоуровневыми аналоговыми интерфейсами и дополнительным цифровым интерфейсом, поддерживающим стандарт IEC 61850, что
открыло пути к созданию полностью цифровой системы защиты и измерения.

Работа оптического датчика


напряжения

Работа оптического датчика напряжения
основана на эффекте Поккельса, заключающемся в возникновении двойного лучепреломления в оптических средах при наложении постоянного или переменного электрического поля (рис. 2), что наблюдается
у кристаллических пьезоэлектриков:

где E — напряженность электрического поля;
L — толщина пластины; λ — длина волны;
K — электро-оптические коэффициенты.

Рис. 2. Упрощенная структурная схема оптического датчика напряжения с электронно-оптическим блоком

Эффект находится в прямо пропорциональной зависимости от величины приложенного электрического поля. Напряжение
рассчитывается на основании измерения датчиками напряженности электрического поля
в нескольких точках колонны.

Разработкой оптических датчиков напряжения и тока занимается целый ряд компаний, среди которых следует отметить канадскую компанию NxtPhase T&D Corporation,
шведскую фирму PowerSense, американские
фирмы OptiSense Network, Inc., ABB, Inc.,
Airak, Inc., FieldMetrics, Inc. (FMI).

Интерес к разработкам, исследованиям и внедрению этих датчиков проявляется и в России.
Впервые в нашей стране оптические преобразователи были продемонстрированы компанией «ПроЛайн» [2], являющейся эксклюзивным представителем компании NxtPhaseT&D
Corporation, на выставке «Электрические
сети России» в ноябре 2006 года. Уже в 2007 г.
установлены и введены в эксплуатацию комбинированные оптические системы NXVCT-220 на подстанции 220 кВ ОАО «РЖД». В апреле
2008 г. с применением оптического трансформатора NXCT-F3 в Сургуте создан опытный
полигон для подтверждения его эксплутационных и метрологических характеристик. В декабре 2008 г. ОАО «ТГК1» с применением оптического трансформатора NXCT-F3 введена точка
коммерческого учета.

В 2006 г. в России создана компания ООО
«Уникальные волоконные приборы» [3], занимающаяся разработкой и изготовлением отечественных оптоволоконных трансформаторов
тока и напряжения, которые, судя по публикуемым техническим характеристикам, не уступают лучшим зарубежным образцам.

Датчики компании NxtPhase T&D Corporation
[4] достаточно хорошо известны отечественным специалистам в области автоматизации систем контроля и защиты электрических сетей высокого напряжения. Вместе с тем
следует сказать, что огромные возможности
открывают оптические датчики для средневольтовых (MV) и низковольтных (LV) цепей.
Малые габариты и вес этих датчиков позволяют разместить измерительный комплекс
на их основе на опоре линии электропередачи
или подвесить к проводам. В ряде случаев эти
датчики выгодно использовать и в сетях низкого напряжения, получая выигрыш по надежности и массо-габаритным показателям.

Некоторые обобщенные сравнительные
характеристики оптических датчиков различных компаний приведены в таблицах 1, 2.

Таблица 1. Сравнительные характеристики оптоволоконных датчиков тока различных компаний

ХарактеристикаNxtPhasePowerSenseOptiSenseFieldMetricsABBAirakООО «УВП»
Номин. токи, кА0,1–1005–200,003–10,6–201–3,50,003–301–450
Класс точности, %0,2520,20,20,210,25
Рабочая частота, Гц50/6050/6050/6050/6050/600–6000
Частотная полоса, Гц0,01–6000до 50000–10 0005–50000–9000
Номин. напряжение, кВ69–7653615, 20, 3511–3672,5–8003,6–36110–750
Масса, кг49–9595–1550–1860,028–0,57от 40
Диапазон рабочих температур, °С–50…+60–40…+50–40…+75–50…+85–5…+40–40…+85–50…+60

Таблица 2. Сравнительные характеристики оптических датчиков напряжения различных компаний

ХарактеристикаNxtPhaseOptiSenseFieldMetricsABBAirakООО «УВП»
Номин. напряжение, кВ121–55035138115–5500,003–5110
Класс точности, %0,2/30,20,30,21 (5)0,1
Рабочая частота, Гц10/300050/60
Частотная полоса, Гц0,1–60005–50006–5000
Масса, кг132–6502,56850–1860,1798
Диапазон рабочих температур, °С–40…+50–40…+50–40…+70–5…+400…+50–50…+60

Естественно, что в таблицах даются некоторые обобщенные параметры продукции, выпускаемой той или иной компанией, без указания особенностей конкретных марок изделий.

Рассмотрим несколько подробнее некоторые характерные особенности оптических
датчиков каждой компании и, соответственно, области их применения.

Компания NxtPhase T&D Corporation выпускает:

  • высоковольтные измерительные оптические преобразователи тока NXCT для измерения тока до 4 кА с классом точности
    0,5 в сетях 60–750 кВ;
  • высоковольтные измерительные оптические преобразователи напряжения NXVT
    для измерения напряжения в диапазоне 138–500 кВ с классом точности 0,25;
  • высоковольтные измерительные оптические преобразователи тока и напряжения,
    совмещенные NXVCT для измерения тока
    в диапазоне до 4 кА и напряжения до 500 кВ
    с классом точности 0,25;
  • измерительные оптические преобразователи, трансформируемые NXCT-F3, предназначенные для измерения токов до 100 кА
    в цепях переменного тока и до 600 кА в цепях постоянного тока, что дает возможность их использования в металлургической и химической промышленности.

Компания FieldMetrics, Inc. [5] основана
в 2001 г. и специализируется на разработке
и производстве трех линеек оптоволоконных
датчиков для средневольтовых (11–36 кВ)
энергетических сетей переменного тока:
MetPod, Fiber MetPod, MetPod Lite класса 0,2.
В линейку MetPod входят комбинированные датчики тока и напряжения (рис. 3а),
которые могут крепиться непосредственно
на опоре. Электронный блок с автономным
блоком питания выполнен в единой конструкции с датчиками. Связь с пунктом сбора и обработки информации осуществляется
по радиоканалу мощностью до 1 Вт.

Рис. 3. а) Комбинированный модуль MetPod; б) датчик тока MetPod Lite

Fiber MetPod предусматривает интегрированное исполнение датчика тока, датчика
напряжения и электронного преобразователя оптических сигналов в цифровой код,
размещаемых в легком прочном корпусе. Непосредственно на корпусе монтируется
радиопередатчик, обеспечивающий беспроводную связь с диспетчерским пунктом.

MetPod Lite — датчик тока класса 0,3, облегченной конструкции, крепится на изолированной штанге, подключаемой между
активным проводом и нейтралью (рис. 3б).
Датчики имеют более низкую стоимость
по сравнению с MetPod.

Помимо оборудования для контроля параметров средневольтовых сетей, фирма
активно разрабатывает и внедряет датчики
класса 0,3 для высоковольтных приложений.
В основе этих датчиков лежит модульный
принцип построения, состоящий в использовании опорных модулей на 15 кВ, из которых
можно набирать датчики для сетей до 750 кВ.

Компания PowerSense A/S [6], основанная
в 2006 году, предложила потребителям линейку энергоизмерительного оборудования
Discos, в которую вошли оптоволоконные
датчики тока (рис. 4а), напряжения (рис. 4б)
и комбинированные датчики тока/напряжения (рис. 4в), предназначенные для работы
в сетях до 36 кВ. Диапазон измерения токов — от 5 А до 20 кА с погрешностью 2%,
погрешность измерения напряжения — 1%.
Сами датчики крепятся на штанге и оптоволокном соединяются с оптическим модулем,
размещаемым на опоре.

Рис. 4. Датчики фирмы PowerSense: а) тока; б) напряжения; в) комбинированные (тока/напряжения)

Компания Optisense Network, основанная
в 2001 г., специализируется на производстве
высокоточных компактных датчиков тока
и напряжения, используемых в сетях с напряжением до 35 кВ.

Компания Airak, Inc. [7] выпускает оптоволоконные датчики, отличающиеся наименьшими массо-габаритными показателями.
Оптоволоконные датчики напряжения этой
фирмы вместе с пятиметровыми выводами
весят всего 170 г (рис. 5а). Датчик напряжения
размещен на специальной платформе, расположенной на опоре. Стандартный диапазон
измерения напряжения — 5 кВ (со сменой
ячейки Поккельса диапазон может быть расширен до 13,8 кВ). Максимальная приведенная
погрешность составляет 5%, типовая — 1%.

Рис. 5. а) оптоволоконный датчик напряжения
фирмы Airak, Inc.;
б) токовый датчик для воздушных линий

Судя по приведенным данным, недостатками датчика являются низкая точность измерения и малый диапазон измеряемых напряжений. Существенным недостатком для его
применения в российских условиях является
также температурный диапазон — 0…50 °С.

Лучшими показателями обладают датчики
тока этой фирмы. Токовый датчик для воздушных линий (рис. 5б) позволяет измерять
токи в диапазоне от 3 А до 1 кА (возможны
версии до 15 кА) с погрешностью, не превышающей 1%. Он работает в диапазоне температур –40…+85 °С. Вес этих датчиков не превышает 570 г, что позволяет легко смонтировать их прямо на проводах, не прибегая
к разъединению линии (рис. 6).

Рис. 6. Размещение датчиков фирмы Airak, Inc.
на воздушной линии электропередачи

Компактность и малый вес последнего
датчика привлекает внимание разработчиков систем контроля и управления энергетическими системами на наземном, морском
и воздушном транспорте. В США в рамках
программы по модернизации морского флота разрабатываются так называемые «полностью электрические» (all-electric) корабли [8].
Первое такое судно должно быть сдано в эксплуатацию в 2011 г. Для обеспечения мониторинга и управления всеми системами корабля требуется около 10 000 электрических
датчиков. Такую задачу невозможно решить
с использованием традиционных датчиков, включая датчики Холла. В связи с этим
на фирме Airak, Inc. специально для этих целей были разработаны сверхминиатюрные
оптоволоконные датчики тока и напряжения
с погрешностью измерения 1%.

Представляет интерес датчик, предназначенный для измерения тока и напряженности
магнитного поля при применении в стационарном оборудовании (рис. 7). Датчик имеет
вес 28 г и устанавливается на шину 4″×¾″.
Токи измеряются в диапазоне от 3 А до 3 кА
с погрешностью не более 1%.

Рис. 7. Датчик тока и напряженности магнитного поля
для применения в стационарном оборудовании

Компания ABB, Inc. [9] известна, прежде
всего, по токовым датчикам, используемым
в цепях постоянного тока, основанным на эффекте Холла [10]. Преобразователи такого
типа хотя и надежны, но очень сложны, а их
вес может достигать 2000 кг. При их установке также необходимы сложные процедуры
настройки для исключения влияния асимметричного поля и перекрестных наводок
с расположенных рядом шин. Для решения
этих и других проблем компания ABB разработала новый оптоволоконный датчик тока
(Fiber Optic Current Sensor, FOCS) (рис. 8)
[11]. По сравнению с датчиками Холла новые
датчики имеют следующие преимущества:

  • Продолжительность установки и ввода в эксплуатацию измеряется часами,
    а не днями.
  • Резко снижается сложность системы.
  • Устройства не подвержены воздействию магнитных полей сложных конфигураций и перекрестным наводкам от соседних шин.
  • Повышается точность (до 10-кратного
    уменьшения погрешности).
  • Широкая полоса пропускания обеспечивает быструю реакцию на пульсации и нестационарные токи.
  • Датчики обеспечивают измерение постоянных токов как в одном, так и в двух направлениях.

Рис. 8. Оптоволоконный датчик тока FOCS компании ABB, Inc.

Датчик позволяет измерять токи
от 0 до ±500 кА с погрешностью 0,1% в диапазоне частот от 0 до 4 кГц. Вес одной секции — 5 кг.

Применение таких датчиков в металлургической и химической промышленности может существенно повысить эффективность
производства и дать значительный экономический эффект. В производстве алюминия,
меди, марганца, цинка, стали и хлора требуются огромные объемы электроэнергии.
Электролизные ванны для производства алюминия обычно питаются постоянным напряжением 1000 В и потребляют ток до нескольких сот килоампер. Необходимо учесть, что
ошибка на 0,1% в измерении тока 500 кА приводит к ошибке учета мощности на 0,5 МВт.

Компания ABB, Inc. считается одним
из лидеров в разработке и оптоволоконных
датчиков для высоковольтных электроэнергетических приложений. Магнитооптические
датчики тока (Magneto-Optic Current Transformer,
MOCT) этой компании (рис. 7) могут
использоваться в сетях с напряжением от 72,5
до 800 кВ для измерения токов до 3,5 кА.

Рис. 9. Эквивалентная схема измерения напряжения
с помощью датчика тока

Оптоволоконные датчики напряжения
обычно имеют более сложную конструкцию.
В связи с этим компания ABB для измерения
напряжения предложила проводить измерение тока через нагрузку с известным значением сопротивления, подключенную последовательно с датчиком MOCT (рис. 9) [12].
Физически указанная нагрузка реализована
с помощью электрооптического трансформатора напряжения EOVT (рис. 10) [13].

Рис. 10. Датчик напряжения компании ABB, Inc. на базе MOCT и EOVT

Как следует из предложенного обзора, класс
оптических датчиков тока и напряжения может занять существенное место в системах мониторинга, контроля и управления в энергетике, металлургической, химической, судостроительной и оборонной промышленности.

Литература

  1. Окоси Т. и др. Волоконно-оптические датчики.
    Л.: Энергоатомиздат, 1990.
  2. Власов М., Сердцев А. Оптические трансформаторы: первый опыт // Энергоэксперт. 2007. № 1.
  3. www.ufdgroup.ru
  4. www.nxtphase.com
  5. www.fieldmetricsinc.com
  6. www.sensethepower.com
  7. www.airak.com
  8. Duncan P., Mastro S. Fiber Optic current und
    potential sensors for naval shipboard use //
    A publication of the National Electronics Manufacturing
    Center of Excellence. April 2005.
  9. www.abb.com
  10. Чекмарев А. Датчики тока и напряжения АВВ.
    От печатной платы до преобразователей-гигантов // Силовая электроника. 2006. № 3.
  11. Бонерт К., Гугенбах П. Новый оптоволоконный
    датчик FOCS от ABB для электрохимических
    производств // ABB Ревю. 2005. № 1.
  12. Performance Assessment of Advanced Digital
    Measurement and Protection Systems. PSERC
    Publication 06–23. August 2006.
  13. Bohnert K., Gabus P., Brändle H. Fiber-Optic
    Current and Voltage Sensors for High-Voltage
    Substations // Invited paper at 16th International
    Conference on Optical Fiber Sensors. October 13–17,
    2003, Nara Japan Technical Digest.

Датчики тока и напряжения ABB для промышленности и транспорта

Известные технические решения для измерений токов имеют ряд недостатков. Так, например, токовый шунт не имеет гальванической развязки, трансформатор тока и катушка Роговского не могут измерить постоянный ток, а датчики, основанные на эффекте Холла разомкнутого контура, имеют недостаточную точность и узкий частотный диапазон. Используемый в датчиках АВВ эффект Холла замкнутого контура обеспечивает высокую точность в частотном диапазоне до нескольких десятков килогерц с гальванической развязкой измерительного сигнала от первичной цепи.

Схожие проблемы характерны и для аппаратуры измерения напряжений. Резисторный мост не обеспечивает гальваническую развязку, а измерительные трансформаторы непригодны для измерения постоянного напряжения. Полностью электронная технология датчиков серии VS и технология эффекта замкнутого контура сенсоров серии ЕМ позволяют АВВ удовлетворить всем специфическим требованиям заказчиков.

Коротко остановимся на принципе эффекта Холла замкнутого контура (рис. 1). Первичный проводник проходит через чувствительный элемент. Измеряемый ток создает магнитный поток, который с точностью компенсируется магнитным полем вторичной обмотки в соответствии с формулой, которая справедлива в любой момент времени:

NPIP= NSIS

где NP и IP — соответственно число витков и ток первичной обмотки датчика; NS и IS — соответственно число витков и ток вторичной обмотки датчика.

Рис. 1. Принцип работы датчика тока на основе эффекта Холла замкнутого контура

В большинстве случаев NP = 1 (первичный кабель или токовая шина). При включении в цепь вторичного тока, то есть измерительного сигнала резистора, можно получить напряжение, пропорциональное первичному току. Постоянная компенсация первичного магнитного потока позволяет работать датчику и при перегрузочных значениях первичного тока, измерять его мгновенные изменения, а также обеспечивает высокую точность в широком температурном диапазоне. Принцип работы датчика напряжения на эффекте Холла замкнутого контура подобен предыдущему. Внутри датчика напряжения в первичную цепь включен резистор. При непосредственном приложении напряжения к входным контактам датчика ток резистора трансформируется во вторичный ток, пропорциональный первичному напряжению (рис. 2).

Рис. 2. Принцип работы датчика напряжения на основе эффекта Холла замкнутого контура

Новое поколение датчиков напряжения выполнено по полностью электронной технологии, не требующей использования магнитопровода. Фактически внутри него располагается печатная плата с электронными компонентами. Измеряемое напряжение напрямую прикладывается к входным клеммам датчика, понижается делителем и далее с помощью специального усилителя с гальванической развязкой и электронных компонентов преобразуется во вторичный ток (рис. 3).

Рис. 3. Принцип работы датчика напряжения, выполненного на основе полностью электронной технологии

Рис. 4. Датчики тока МР (а) и EL (б) для установки на печатную плату

АВВ предлагает широкий ряд датчиков тока различных типоразмеров для промышленности с номиналами измеряемых токов от 5 до 100 А (серии МР и EL для установки на печатную плату — рис. 4), от 100 до 2000 А (серии ES и ESM для установки на корпус преобразователя — рис. 5), а также для электротяги от 50 до 6000 А — серия CS от 300 до 2000 А (рис. 6а), серия ЕА от 100 до 2000 А (рис. 6б), серия NK от 50 до 1000 А (рис. 6в) и совершенно новое поколение датчиков тока серии NCS от 2 до 40 кА для применения в любых сферах (рис. 7).

Рис. 5. Датчики тока ES (а) и ESM (б) для промышленности

 

Рис. 6. Датчики тока для электротяги CS (а), ЕА (б) и NK (в)

Рис. 7. Датчик тока нового поколения NCS

Для большинства датчиков тока возможны различные модификации исполнения. По требованию заказчика могут быть изменены число витков вторичной обмотки, напряжение питания и тип выходного разъема. Предлагаются дополнительные возможности — например, датчики для разных направлений установки, а также дополнительный экран для исключения влияния сильных электромагнитных полей.

Датчики напряжения компании АВВ представлены сериями VS (полностью электронные) для измерения напряжений в диапазоне от 50 до 4200 В (рис. 8а) и ЕМ (эффект Холла замкнутого контура) — от 600 до 5000 В (рис. 8б). Калиброванные датчики напряжения серии ЕМ010 уже содержат интегрированный резистор, и измеряемое напряжение может быть приложено непосредственно к входным контактам. Существует также тип некалиброванных датчиков этой серии. В зависимости от условий заказчик сам выбирает входное сопротивление таким образом, чтобы обеспечить первичный ток 10 мА.

Рис. 8. Датчики напряжения VS (а) и ЕМ (б)

Компания ABB Entrelec гордится новым поколением датчиков тока серии NCS. Они предназначены для измерения больших токов от 2 до 40 кА и удовлетворяют всем нормам промышленного и электротягового исполнений. Датчики имеют 2 токовых и 2 потенциальных выхода. Конструкция полностью электронная и не имеет магнитопровода (рис. 9).

Рис. 9. Принцип работы датчика тока NCS

Принцип действия основан на законе Ампера. Первичный проводник проходит сквозь датчик. Несколько чувствительных элементов на базе эффекта Холла создают небольшое напряжение, пропорциональное магнитному полю (2,5-5 В). Далее происходит фильтрация сигналов в целях исключения влияния искажений от питающей цепи и высокочастотного оборудования. Затем эти сигналы усиливаются, и напряжение возрастает до 12 В. На следующем этапе происходит настройка коэффициента усиления, который определяет номинал датчика и нулевая коррекция. Последний этап включает в себя преобразование напряжения в ток для токовых выходов. Поскольку в датчиках нет магнитопровода, они гораздо легче и удобней в установке по сравнению с устройствами других типов. АВВ предлагает 2 типоразмера с диаметрами отверстия 125 и 165 мм. Важно отметить, что эти датчики могут выдерживать максимальный ток продолжительное время, так как в них отсутствует магнитопровод и нет связанных с этим проблем рассеяния тепла, а универсальность применения за счет возможности выбора типа охватывания первичного проводника (рис. 10) позволяет использовать эти сенсоры в различной конфигурации силового оборудования.

Рис. 10. Дополнительные опции к датчикам тока NCS для различных способов установок

Контрактное производство электроники — Контракт Электроника

А. Маргелов

Датчики тока на основе эффекта Холла Honeywell позволяют решить множество задач в области силовой электроники, которые связаны с созданием систем обратной связи в электроприводном оборудовании для управления и защиты, а также измерении и контроле постоянного, переменного и импульсного токов в широких пределах с высокой точностью.

Несмотря на то, что в мире существует множество методов измерения тока, только три из них объединяет низкая стоимость и соответственно массовое производство. Среди них известные нам технологии: резистивная на основе токового трансформатора и на основе эффекта Холла. В таблице 1 приведен сравнительных анализ основных характеристик датчиков тока, выполненных с использованием этих трех технологий. Другие методы находят применение лишь в дорогостоящем лабораторном оборудовании.

Резистивный метод с использованием токового шунта является очень распространенным и недорогим. Однако ему свойствены два недостатка: поглощение мощности и, соответственно, нагрев и отсутствие электрической изоляции. Вместе с этим индуктивность большинства мощных резисторов ограничивает частотный диапазон. Низкоиндуктивные мощные шунты для ВЧ-при-ложений более дорогие, но и позволяют работать в диапазоне выше 500 кГц.

Токовые трансформаторы применяются только в случае измерения переменных токов. Большинство недорогих токовых трансформаторов работают в очень узком диапазоне частот и не способны измерять постоянный ток. Широкополосные же трансформаторы превосходят по стоимости датчики тока на эффекте Холла и резистивные. Однако токовые трансформаторы не вносят потерь, не требуют питания и не имеют напряжения смещения.

Рисунок 1 Структуре датчика

Датчики тока на эффекте Холла (открытого типа и компенсационные), которым и посвящена данная статья, представляют наиболее интересную группу распространенных на сегодняшний день устройств измерения тока. К их главным достоинствам следует отнести отсутствие вносимых с систему потерь мощности (и как следствие, выделение теплоты), хорошую электрическую изоляцию, широкий диапазон частот и возможность измерения постоянных токов. Недостатком, по сравнению с вышерассмотренными методами, является необходимость внешнего источника питания.

Компания Honeywell выпускает широкую линейку датчиков тока на эффекте Холла трех типов. Это датчики тока открытого типа, датчики тока компенсационного типа и датчики тока открытого типа с логическим выходом.

ДАТЧИКИ ТОКА ОТКРЫТОГО ТИПА

Эти датчики предназначены для бесконтактного измерения постоянного тока на эффекте Холла открытого типа

Рисунок 2 Внешний вид датчиков тока откРытого типа

го, переменного и импульсного токов в диапазонах ±57…±950 А. Структура приборов приведена на рис. 1.

Датчики тока открытого типа фирмы Honeywell (рис. 2) построены на базе интегрированных линейных датчиков Холла 91SS12-2 и SS94A1 (производятся Honeywell), обладающих повышенной температурной стабильностью и линейностью характеристики. Датчики имеют аналоговый выход, напряжение на котором прямо пропорционально величине тока, протекающего через контролируемый проводник. При нулевом токе на выходе действует напряжение смещения, равное половине напряжения источника питания. Размах выходного напряжения и, соответственно, чувствительность линейно зависят от напряжения источника питания (пропорциональный выход, 0,2511пит < UBUX < 0,75UJ. Дополнительная регулировка чувствительности производится путем увеличения числа витков проводника с током вокруг кольца магнитопровода датчика. Датчики на базе сенсора SS94A1 имеют двухтактный выходной каскад, построенный на комплементарной паре из биполярных p-n-p- и n-p-n-транзисторов, а на базе 91SS12-2 — каскад на p-n-p-транзис-торе с открытым коллектором. В таблице 2 приведены основные технические характеристики датчиков тока открытого типа.

ДАТЧИКИ ТОКА КОМПЕНСАЦИОННОГО ТИПА

Компенсационные датчики тока позволяют бесконтактным способом измерять постоянный, переменный и импульсный токи в диапазонах ±5… ±1200 А. Структура приборов приведена на рис. 3.

Таблица 1. Характеристики датчиков тока, выполненных на основе различных технологий

Датчики тока

Поглощение

Электрическая

Внешнее

Частотный

Напряжение

Относительная

 

мощности

изоляция

питание

диапазон

смещения

стоимость

Резистивные DC

да

нет

нет

< 100 кГц

нет

самая низкая

Резистивные AC

да

нет

нет

> 500 кГц

нет

низкая

На эфффекте Холла

нет

да

да

< 100 кГц

да

средняя

открытые

      

На эфффекте Холла

нет

да

да

> 1 МГц

нет

высокая

компенсационные

      

Токовые трансформаторы

да (для АС)

нет

нет

фиксирован

нет

высокая

ИНЖЕНЕРНАЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Таблица 2

. Основные технические характеристики датчиков тока открытого типа компании Honeywell

 

Наименование Диапазон, А

Чувствительность, мВхЫ*

Напряжение Темп. дрейф Время 1п, мА

Ч/ В

 

(ампл. знач.)

номин. значение

откл.

смещ., В смещ., %/°С откл., мкс

 

Линейные датчики тока на базе сенсора 915512-2, выходной каскад — р-п-р откр. коллектор, вертикальный монтаж

CSLA1CD

±57

49,6

   

5,8

  

CSLA1CE

±75

39,4

4,4

  

CSLA1DE

±75

39,1

4,8

  

CSLA1CF

±100

29,7

2,7

  

CSLA1DG

±120

24,6

2,1

  

CSLA1CH

±150

19,6

1,8

  

CSLA1DJ

±225

13,2

1,2

  

CSLA1EJ

±225

13,2

1,5

  

CSLA1DK

±325

9,1

1,7

  

CSLA1EK

±325

9,4

1,3

  

CSLA1EL

±625

5,6

1,3

Un/2 ±0,05 3 19

8…16

Линейные датчики тока на базе сенсора 5594А, выходной каскад — двухтактный р-п-р+п-р-п, вертикальный монтаж

CSLA2CD

±72

32,7

3

  

CSLA2CE

±92

26,1

2,1

  

CSLA2DE

±92

25,6

2,2

  

CSLA2CF

±125

19,6

1,3

  

CSLA2DG

±150

16,2

1,1

  

CSLA2DJ

±225

8,7

0,6

±0,02

 

CSLA2DH

±235

9,8

1,1

  

CSLA2EJ

±310

7,6

0,7

  

CSLA2DK

±400

5,8

0,5

  

CSLA2EL

±550

4,3

0,4

±0,0125

 

CSLA2EM

±765

3,1

0,36

  

CSLA2EN

±950

2,3

0,2

Un/2 ±0,007 3 20

6…12

Линейные датчики тока на базе сенсора 915512-2, выходной каскад — р-п-р откр. коллектор, горизонтальный монтаж

CSLA1GD

±57

49,6

5,8

  

CSLA1GE

±75

39,4

4,4

  

CSLA1GF

±100

29,7

2,7

Un/2 ±0,05 3 19

8…16

Линейные датчики тока на базе сенсора 5594А, выходной каскад — двухтактный р-п-р+п-р-п, горизонтальный монтаж

3

2,1 1,3

0,6 Un/2 ±0,02 8 20 6.12

CSLA2GD CSLA2GE CSLA2GF CSLA2GG

±72 ±92 ±125 ±150

32,7 26,1

12,7

Рисунок Структура датчика тока на эффекте Холла компенсационного типа

Ток, протекающий через контролируемый проводник, создает магнитное поле, пропорциональное величине этого тока, которое концентрируется внутри кольцевого магнитопровода и воздействует на линейный интегрированный датчик Холла. Сигнал датчика усиливается УПТ, нагрузкой которого является катушка ООС. Катушка создает в магнитопроводе противоположенное по направлению магнитное поле, полностью компенсирующее исходное. Выходом датчика служит второй вывод катушки. Таким образом, выходной сигнал — это ток, пропорциональный величине тока в контролируемом проводнике и числу витков катушки обратной связи (I ~ 1Ы).

Рисунок 4 Внешний вид датчиков тока компенсационного типа

К примеру, датчик с катушкой в 1000 витков формирует выходной ток в 1 мА на 1 А измеряемого тока. Токовый выход конвертируется в вольтовый при помощи внешнего резистора, рекомендованные значения которого всегда приводятся в технической документации на датчик. Дополнительная регулировка чувствительности производится путем увеличения числа витков проводника вокруг кольца магнитопровода датчика или установкой перемычек, задающих число витков внутренней компенсационной катушки датчика (например, в моделях СБЫЕШ, СБЫЕ381). В таблице 3 приведены основные технические характеристики датчиков тока компенсационного типа.

Рисунок 5 Структура датчика тока с логическим выходом

Таблица Основные технические характеристики датчиков тока компенсационного типа компании Honeywell

Наименование

Диапазон, A Un, В

Хар-ка катушки

Номин 1вых

RmrD при

t

зад

, мкс

Изол.,

Точн.,

 

(ампл. знач)

N

R, Ом

при 1ит

1ном, Ом

  

кВ

% от 1ном

CSNN191

±15

±15

200

20

50 мА при 10 А

100.200

<

1,0

±2,5

CSNE151

±5…±36*

±15

1000

110

25 мА при 25 А

100.320

<

1,0

5

±0,5

CSNE151-005

±5…±36*

±15

1000

110

25 мА при 25 А

100.320

<

1,0

5

±0,5

CSNE381

±5…±36*

±5

1000

110

25 мА при 25 А

0.84

<

1,0

5

±0,5

CSNh251

±4…±43*

±15

1000

110

25 мА при 30 А

100.320

<

1,0

5

±0,5

CSNX25

±56

4,75.5,25

2000

50

12,5 мА при 25 А

0.80

<

0,2

±0,24

CSNA111

±70

±15

1000

90

50 мА при 50 А

40.130

<

1,0

2,5

±0,5

CSNE151-100

±90

±12…±15

1000

66

25 мА при 25 А

54.360

<

0,2

±0,5

CSNP661

±90

±12…±15

1000

30

50 мА при 50 А

70.195

<

0,5

3

±0,5

CSNP661-002

±90

±12…±15

1000

30

50 мА при 50 А

70.195

<

0,5

3

±0,5

CSNB121

±100

±15

2000

160

25 мА при 50 А

40.270

<

1,0

2,5

±0,5

CSNB131

±100

±15

2000

130

25 мА при 50 А

40.300

<

1,0

2,5

±0,5

CSNF161

±150

±12…±15

1000

30

100 мА при 100 А

10.40

<

0,5

3

±0,5

CSNF161-002

±150

±12…±15

1000

30

100 мА при 100 А

10.40

<

0,5

3

±0,5

CSNT651

±150

±12…±15

1000

100

25 мА при 50 А

40.75

<

0,5

3

±0,5

CSNT651-001

±150

±12…±15

1000

100

25 мА при 50 А

40.75

<

0,5

3

±0,5

CSNF151

±180

±12…±15

2000

100

50 мА при 100 А

10.75

<

0,5

3

±0,5

CSNF151-002

±180

±12…±15

2000

100

50 мА при 100 А

10.75

<

0,5

3

±0,5

CSNG251

±180

±15

2000

100

50 мА при 100 А

0.125

<

0,5

±0,5

CSNG251-

±180

±15

2000

100

50 мА при 100 А

0.125

<

0,5

±0,5

CSNR151

±200

±12…±15

2000

100

62,5 мА при 100 А

10.40

<

0,5

3

±0,5

CSNR151-002

±200

±12…±15

2000

100

62,5 мА при 100 А

10.40

<

0,5

3

±0,5

CSNR161

±200

±12…±15

1000

30

125 мА при 125 А

30.40

<

0,5

3

±0,5

CSNR161-002

±200

±12…±15

1000

30

125 мА при 125 А

30.40

<

0,5

3

±0,5

CSNJ481

±600

±12…±18

2000

25

150 мА при 300 А

0.70

<

1,0

7,5

±0,5

CSNJ481-001

±600

±12…±18

2000

25

150 мА при 300 А

0.70

<

1,0

7,5

±0,5

CSNJ591

±1200

±12…±24

5000

50

100 мА при 500 А

0.130

<

1,0

6

±0,5

CSNK591-001

±1200

±12…±24

5000

50

100 мА при 500 А

0.130

<

1,0

6

±0,5

Рисунок 6 Внешний вид датчиков тока с логическим выходом

ДАТЧИКИ ТОКА С ЛОГИЧЕСКИМ ВЫХОДОМ

Датчики тока с логическим выходом (рис. 5) позволяют обнаружить превышение тока в контролируемом проводнике выше определенного значения и сформировать логический сигнал тревоги.

Основой этих приборов является интегрированный датчик Холла с логическим выходом. Структура датчиков приведена на рисунке справа. Значение порога срабатывания определяется моделью датчика и может иметь следующие значения: 0,5, 3,5, 5,0, 7,0, 10,0 и 54,00 А. Порог срабатывания может быть установлен меньше номинального значения путем увеличения числа витков проводника вокруг кольца датчика. В таблице 4 приведены основные технические характеристики датчиков тока с логическим выходом.

Таблица 4. Основные технические характеристики датчиков тока c логическим выходом компании Honeywell

Наименование

 

I „„„,,„,,„,, A

 

!выхmax,

Чвых (0/1),

 
 

(при 25С)

(при 25С)

 

мА

В

мкс

CSDA1AA

0,5

0,08

6.16

20

0,4/Un

100

CSDA1AC

3,5

0,6

6.16

20

0,4/Un

100

CSDC1AA

0,5

0,08

5…±0,2

20

0,4/Un

100

CSDC1AC

3,5

0,6

5…±0,2

20

0,4/Un

100

CSDA1BA

0,5

0,08

6.16

20

0,4/Un

100

CSDA1BC

3,5

0,6

6.16

20

0,4/Un

100

CSDC1BA

0,5

0,08

5…±0,2

20

0,4/Un

100

CSDC1BC

3,5

0,6

5…±0,2

20

0,4/Un

100

CSDC1DA

0,5

0,08

5…±0,2

20

0,4/Un

100

CSDA1DA

0,5

0,08

6.16

20

0,4/Un

100

CSDC1DC

3,5

0,6

5…±0,2

20

0,4/Un

100

CSDA1DC

3,5

0,6

6.16

20

0,4/Un

100

CSDD1EC

5

3,8

4,5.24

40

0,4/Un

60

CSDD1GK2

7

4

4,5.24

40

0,4/Un

60

CSDD1EG

10

7,6

4,5.24

40

0,4/Un

60

CSDD1FR

54,12

35,36

4,5.24

40

0,4/Un

60

Более подробную информацию о датчиках компании Honeywell можно найти по адресу http://content.honeywell.com/sensing/ products или запросить у официального дистрибьютора компании КОМПЭЛ (www.compel.ru, e-mail: [email protected]).

www.chip-news.ru

Датчики постоянного тока-Сопрягаемые с DIRIS Digiware DC

Сопрягаемые с DIRIS Digiware DC

tore_072.psd

Датчики с твердотельным сердечником
50 … 600 A

tore_071.psd

Датчики с твердотельным сердечником
850 … 5000 A

tore_068.psd

Датчики с разъемным сердечником
50 … 500 A

tore_066.psd

Датчики с разъемным сердечником
800 … 2000 A

Функция

Датчики постоянного тока измеряют нагрузочные токи постоянного напряжения электрической установки и передают информацию в измерительные модули DIRIS Digiware Idc по кабелю RJ12-Molex со стороны датчика.

Доступны датчики с твердотельными и разъемными сердечниками от 50 до 5000 А различных размеров, подходящих для новых или существующих электрических установок.


Предусмотрена возможность подключения до 3 различных датчиков постоянного тока к одному и тому же модулю DIRIS Digiware Idc.

Преимущества

Включи и работай
  • Быстроразъемный коннектор RJ12 обеспечивает простоту и надежность подключения проводки.
  • Быстрая настройка номинальных параметров датчика.
Гибкие
  • Большой ассортимент датчиков с твердотельными и разъемными сердечниками от 50 до 5000 А, предназначенных для новых или существующих электрических установок.
Установка
  • Легкая установка.
  • Идеально подходят для установки в ограниченном пространстве.
  • Всего лишь 4 размера корпуса для широкого диапазона измерений.
  • Кабели с цветной индикацией жил для упрощения определения назначения и предотвращения ошибок монтажа проводки.

Габаритные размеры (мм)

Датчики с твердотельным сердечником 50 … 600 A (размер корпуса 1)

tore_093_a_1_x.ai

Датчики с твердотельным сердечником 850 … 5000 A (размер корпуса 2)

tore_092_a_1_x.ai

Датчики с твердотельным сердечником 50 … 600 A (размер корпуса 1)

tore_090_a_1_x.ai

Датчики с твердотельным сердечником 850 … 5000 A (размер корпуса 2)

tore_091_a_1_x.ai

Соединения

Постоянный ток измеряется внешними датчиками, подключенными к модулям DIRIS Digiware I-3xdc посредством кабелей RJ12-Molex. Датчики тока подключаются быстро и безошибочно. Socomec поставляет широкий ассортимент датчиков тока для любых установок и сфер применения, в том числе датчики с разъемным сердечником для модернизированных установок. Датчики постоянного тока имеют следующие технические характеристики:

  • Датчики Холла с разомкнутым контуром
  • С твердотельным сердечником или с разъемным сердечником.
  • Напряжение источника питания: ± 15 В.
  • Потребляемый ток от источника питания: ± 25 мА в зависимости от датчика.
  • Выходное напряжение: ± 4 В.
  • Клеммная колодка Molex с 4-контактным штекерным разъемом.
  • Диапазон измерения: от 16 до 6000 A.
  • Электрическое перенапряжение категории III.
  • КОНТАКТ 1: + 15 В (+ Vc)
  • КОНТАКТ 2: – 15 В (- Vc)
  • КОНТАКТ 3: вход датчика (M)
  • КОНТАКТ 4: Датчик 0 В (0)

Технические характеристики

Тип датчика тока На эффекте Холла с разомкнутым контуром
Соединение Специальный кабель Socomec с разъемами RJ12-Molex
Точность измерения токов Датчики с твердотельным сердечником:50…600A:<1%
Датчики с твердотельным сердечником: 850…5000A:<1%
Датчики с разъемным сердечником: 50…500A:< 2%
Датчики с разъемным сердечником: 800…2000A:< 2%
Вес Датчики с твердотельным сердечником 50 … 600 A 60 г
Датчики с твердотельным сердечником 850 … 5000 A 450 г
Датчики с твердотельным сердечником 50 … 500 A 80 г
Датчики с твердотельным сердечником 800 … 2000 A 590 г
Рабочая температура Датчики с твердотельным сердечником 50 … 600 A -10 … + 80°C
Датчики с твердотельным сердечником 850 … 5000 A -25 … + +85°C
Датчики с твердотельным сердечником 50 … 500 A -10 … + +70°C
Датчики с твердотельным сердечником 800 … 2000 A -10 … + +70°C
Температура хранения Датчики с твердотельным сердечником 50 … 600 A -25 … + 80°C
Датчики с твердотельным сердечником 850 … 5000 A -25 … + +85°C
Датчики с твердотельным сердечником 50 … 500 A -20 … + +85°C
Датчики с твердотельным сердечником 800 … 2000 A -25 … + +85°C

Коды изделий

Датчики постоянного тока Код изделия
Датчики с твердотельным сердечником (размер корпуса 1)
50 A 4829 0700
100 A 4829 0701
200 A 4829 0702
300 A 4829 0703
400 A 4829 0704
500 A 4829 0705
600 A 4829 0706
Датчики с твердотельным сердечником (размер корпуса 2)
850 A 4829 0707
1000 A 4829 0708
1500 A 4829 0709
2000 A 4829 0710
2500 A 4829 0711
5000 A 4829 0712
Датчики с разъемным сердечником (размер корпуса 1)
50 A 4829 0750
100 A 4829 0751
200 A 4829 0752
300 A 4829 0753
400 A 4829 0754
500 A 4829 0755
Датчики с разъемным сердечником (размер корпуса 2)
800 A 4829 0756
1000 A 4829 0757
1500 A 4829 0758
2000 A 4829 0759
Кабели RJ12-MOLEX
Количество кабелей Длина кабелей Код изделия
3 0,3 м 4829 0782
3 0,5 м 4829 0783
3 1 м 4829 0784
3 2 м 4829 0785
1 5 м 4829 0786

Датчик тока и напряжения на эффеке холла

Для того чтобы успешно автоматизировать различные технологические процессы, эффективно управлять приборами, устройствами, машинами и механизмами, нужно постоянно измерять и контролировать множество параметров и физических величин. Поэтому неотъемлемой частью автоматических систем стали датчики, обеспечивающие получение информации о состоянии контролируемых устройств.

Классификация датчиков

По своей сути каждый датчик является составной частью регулирующих, сигнальных, измерительных и управляющих приборов. С его помощью преобразуется та или иная контролируемая величина в определенный тип сигнала, позволяющий измерять, обрабатывать, регистрировать, передавать и хранить полученную информацию. В некоторых случаях датчик может оказывать воздействие на подконтрольные процессы. Всеми этими качествами в полной мере обладает датчик тока, используемый во многих устройства и микросхемах. Он преобразует воздействие электрического тока в сигналы, удобные для дальнейшего использования.

Датчики, применяемые в различных устройствах, классифицируются в соответствии с определенными признаками. По возможности измерений входных величин, они могут быть: электрическими, пневматическими, датчиками скорости, механических перемещений, давления, ускорения, усилия, температур и других параметров. Среди них измерение электрических и магнитных величин занимает примерно 4%.

Каждый датчик преобразует входную величину в какой-либо выходной параметр. В зависимости от этого, контрольные устройства могут быть неэлектрическими и электрическими.

Среди последних чаще всего встречаются:

  • Датчики постоянного тока
  • Датчики амплитуды переменного тока
  • Датчики сопротивления и другие аналогичные приборы.

Основным достоинством электрических датчиков является возможность передачи информации на определенные расстояния с высокой скоростью. Применение цифрового кода обеспечивает высокую точность, быстродействие и повышенную чувствительность измерительных приборов.

Принцип действия

По принципу работы все датчики разделяются на два основных вида. Они могут быть генераторными – непосредственно преобразующими входные величины в электрический сигнал. К параметрическим датчикам относятся устройства, преобразующие входные величины в измененные электрические параметры самого датчика. Кроме того, они могут быть реостатными, омическими, фотоэлектрическими или оптико-электронными, емкостными, индуктивными и т.д.

К работе всех датчиков предъявляются определенные требования. В каждом устройстве входная и выходная величина должны находиться в непосредственной зависимости между собой. Все характеристики должны быть стабильными во времени. Как правило эти приборы отличаются высокой чувствительностью, небольшими размерами и массой. Они могут работать в самых разных условиях и устанавливаться различными способами.

Основные виды датчиков тока

Датчиками тока являются устройства, с помощью которых определяется сила постоянного или переменного тока в электрических цепях. В их конструкцию входят магнитопровод с зазором и компенсационной обмоткой, датчик Холла, а также электронная плата, выполняющая обработку электрических сигналов. Основным чувствительным элементом служит датчик Холла, закрепляемый в зазоре магнитопровода и соединяемый со входом усилителя.

Принцип действия в целом одинаковый для всех подобных устройств. Под действием измеряемого тока возникает магнитное поле, затем, с помощью датчика Холла осуществляется выработка соответствующего напряжения. Далее это напряжение усиливается на выходе и подается на выходную обмотку.

Датчики прямого усиления (O/L)

Обладают небольшими размерами и массой, низким энергопотреблением. Диапазон преобразований сигналов существенно расширен. Позволяет избежать потерь в первичной цепи. Работа устройства базируется на магнитном поле, которое создает первичный ток Ip. Далее происходит концентрация магнитного поля в магнитной цепи и его дальнейшее преобразование элементом Холла в воздушном зазоре. Сигнал, полученный с элемента Холла усиливается и на выходе образуется пропорциональная копия первичного тока.

Датчики тока (Eta)

Характеризуются широким диапазоном частот и расширенным диапазоном преобразований. Преимуществами данных устройств является низкое энергопотребление и незначительное время задержки. Работа устройства поддерживается однополярным питанием от 0 до +5 вольт. Действие прибора основано на комбинированной технологии, в которой используется компенсационный тип и прямое усиление. Это способствует существенному улучшению характеристик датчика и более сбалансированному функционированию.

Датчики тока компенсационные (C/L)

Отличаются широким диапазоном частот, высокой точностью и малым временем задержки. У приборов этого типа отсутствуют потери первичного сигнала, у них отличные характеристики линейности и низкий температурный дрейф. Компенсация магнитного поля, создаваемого первичным током Ip, происходит за счет такого же поля, образующегося во вторичной обмотке. Генерация вторичного компенсирующего тока осуществляется элементом Холла и электроникой самого датчика. В конечном итоге, вторичный ток представляет собой пропорциональную копию первичного тока.

Датчики тока компенсационные (тип С)

Несомненными достоинствами этих приборов является широкий диапазон частот, высокая точность информации, отличная линейность и сниженный температурный дрейф. Кроме того, данные приборы могут измерять дифференциальные токи (CD). Они обладают высокими уровнями изоляции и пониженным влиянием на первичный сигнал. Конструкция состоит из двух тороидальных магнитопроводов и двух вторичных обмоток. В основе работы датчиков лежит компенсация ампер-витков. Ток с небольшим значением из первичной цепи проходит через первичный резистор и первичную обмотку.

Датчики тока PRIME

Для преобразования переменного тока используется широкий динамический диапазон. Прибор отличается хорошей линейностью, незначительными температурными потерями и отсутствием магнитного насыщения. Преимуществом конструкции являются небольшие габариты и вес, высокая устойчивость к различным видам перегрузок. Точность показаний не зависит от того как в отверстии расположен кабель и не подвержена влиянию внешних полей. В этом датчике используется не традиционная разомкнутая катушка, а измерительная головка с сенсорными печатными платами.

Каждая плата состоит из двух раздельных катушек с воздушными сердечниками. Все они смонтированы на единую базовую печатную плату. Из сенсорных плат формируются два концентрических контура, на выходах которых суммируется наведенное напряжение. В результате, получается информация о параметрах амплитуды и фазы измеряемого тока.

Датчики тока (тип IT)

Характеризуются высокой точностью показаний, широким частотным диапазоном, низким шумом выходного сигнала, высокой стабильностью температуры и низким перекрестным искажением. В конструкции этих датчиков отсутствуют элементы Холла. Первичный ток создает магнитное поле, которое в дальнейшем компенсируется вторичным током. На выходе вторичный ток представляет собой пропорциональную копию первичного тока.

Преимущества датчиков тока в современных схемах

Микросхемы на основе датчиков тока играют большую роль в сохранении энергии. Этому способствует низкое питание и энергопотребление. В интегральных схемах происходит объединение всех необходимых электронных компонентов. Характеристики приборов значительно улучшаются, благодаря совместной работе сенсоров магнитного поля и всей остальной активной электроники.

Современные датчики тока способствуют дальнейшему уменьшению размеров, поскольку вся электроника интегрирована в единственный общий чип. Это привело к новым инновационным компактным дизайнерским решениям, в том числе касающимся и первичной шины. Каждый новый датчик тока обладает повышенной изоляцией и успешно взаимодействует с другими видами электронных компонентов.

Новейшие конструкции датчиков позволяют монтировать их в существующие установки без отключения первичного проводника. Они состоят из двух частей и являются разъемными, что позволяет легко устанавливать эти детали на первичный проводник без каких-либо отключений.

На каждый датчик имеется техническая документация, где отражается вся необходимая информация, позволяющая произвести предварительные расчеты и определить место наиболее оптимального использования.

Датчики тока ИПТ-01, ИПТ, ПТ-5, датчики напряжения ИПН, ДНД-1

Датчики тока, измерительные преобразователи тока

Наименование Описание
ИПТ-01Датчик тока (преобразователь тока измерительный) 30, 50, 100, 200, 300А, безконтактный, выход 4-20мА
ПТ-5Датчик тока преобразует переменный ток 0-5 А в постоянный ток 4-20 мА
ПТЧ-1Датчик тока имеет модификации 0-90А и 0-180А
ИПТ1; 1,2; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 7,5; 8; или кратных десяти или дольных значений, но не более 100 А, выход 4-20 мА
 

Датчики напряжения

Наименование Описание
ИПНДатчик напряжения ИПН (выход 4-20 мА)
ДНД-1 Датчик напряжения дискретный
TSF-1-220 Датчик напряжения. Вход 220 AC/DC, импульсный выход 24-220 AC/DC 100 мА
TSF-1-380 Датчик напряжения. Вход 380 AC/DC, импульсный выход 24-220 AC/DC 100 мА
TSF-2-220 Датчик напряжения. Вход 220 AC, постоянный выход 24-220 DC/AC 100 мА
TSF-2-24 Датчик напряжения. Вход 24 AC/DC, постоянный выход 24-220 AC/DC 100 мА
 

Так же возможно Вас заинтересует информация и по другим приборам:

Сигнализаторы уровня, емкостные датчики приближения, датчики контроля скорости, датчики схода ленты нории

Элементы термометрические чувствительные медные ЭЧМ

Элементы термометрические чувствительные платиновые ЭЧП

 
Запрос цен только по e-mail: [email protected]
 
http://analytservis.narod.ru

Все об электрических датчиках — Датчики тока и напряжения

Изображение предоставлено: rumruay/Shutterstock.com

Электрические датчики/детекторы/преобразователи — это электронные устройства, которые измеряют ток, напряжение и т. д. и передают сигналы на входы устройств управления или визуальных дисплеев. Электрические датчики часто полагаются на обнаружение эффекта Холла, но также используются и другие методы. Основные характеристики включают тип датчика, функцию датчика, минимальный и максимальный диапазоны измерения и диапазон рабочих температур.Электрические датчики используются везде, где требуется информация о состоянии электрической системы, и используются во всем, от железнодорожных систем до мониторинга вентиляторов, насосов и обогревателей. Информацию о других датчиках см. в нашей статье «Типы датчиков».

Датчики тока

Датчики тока являются важными компонентами управления силовыми электронными системами, такими как преобразователи частоты, тяговые преобразователи, системы ИБП и сварочные системы. За исключением случая резистивного шунтирования, датчики тока не имеют прямого электрического соединения с контролируемым током и считаются бесконтактными устройствами.Их еще называют датчиками тока. В последние годы датчики тока использовались для контроля состояния оборудования насосов, компрессоров, нагревателей, конвейеров и т. д., заменяя более традиционные формы контроля, такие как оптические датчики и датчики давления и нулевой скорости. Причиной этой тенденции является простота установки датчиков тока и их надежность по сравнению с электромеханическими устройствами. Они также способны предоставлять больше информации о состоянии контролируемого устройства.

Датчики тока на эффекте Холла измеряют силу переменного и постоянного тока в проводниках. Эффект Холла лежит в основе многих типов датчиков, включая датчики приближения и скорости. Он описывается как напряжение, возникающее на проводнике, когда проводник находится в присутствии магнитного поля. В случае проводника создаваемое им магнитное поле улавливается ферритовым кольцом, которое окружает проводник. Кольцо служит для нейтрализации любых паразитных магнитных полей, исходящих от чего-либо, кроме самого проводника, позволяя датчику, помещенному в зазор в кольце, реагировать только на магнитное поле, создаваемое током, протекающим в проводнике.

Доступны конструкции как с открытым, так и с закрытым контуром. Конструкции с разомкнутым контуром, как правило, менее дороги, чем конструкции с замкнутым контуром, но в чем-то жертвуют с точки зрения точности и температурной стабильности. Это связано с тем, что датчик без обратной связи использует эффект Холла непосредственно для генерации выходного сигнала. Датчик с обратной связью использует собственную катушку для создания магнитного поля, противодействующего магнитному полю, создаваемому измеряемым током. По этой причине датчики с разомкнутым контуром иногда называют датчиками тока с прямым отображением, а датчики с замкнутым контуром называют датчиками компенсирующего тока.В конструкции с замкнутым контуром току в первичном контуре противодействует вторичная катушка, намотанная на тот же сердечник. Контур обратной связи используется для балансировки потока, генерируемого током первичного контура, для устранения эффектов температурного дрейфа и насыщения.

Диапазон этих проходных датчиков может быть расширен для обнаружения меньших токов путем многократного витка токонесущего проводника через апертуру датчика. Точно так же более высокие токи могут быть обнаружены с помощью делителя тока, который разделяет один проводник на два меньших проводника, один из которых проходит через апертуру датчика.

Переменный ток также можно измерять индуктивно. Реверсивное магнитное поле проводника с током индуцирует ток в индуктивном датчике по мере того, как магнитное поле нарастает и исчезает. Затем формирователь сигналов преобразует его в соответствующий выходной сигнал. Этот метод стал популярным для измерения переменного тока, поскольку требует меньше энергии, чем датчик Холла с обратной связью.

Другой датчик, называемый поясом Роговского, представляет собой недорогой метод измерения переменного тока.Поскольку в них используются специальные немагнитные спиральные катушки без сердечника, они могут измерять большие токи, поскольку они не насыщаются. Их низкая индуктивность подходит для измерения высокоскоростных импульсов тока. Они используются в основном для исследований и разработок в области силовых полупроводников, для контроля очень высокого напряжения, например, в дуговых печах, для контроля подшипников и токов вала в больших двигателях, в высокотехнологичных сварочных системах и для испытаний на короткое замыкание. Они способны выдерживать большие перегрузки (например, при ударе молнии), а поскольку они невосприимчивы к постоянному току, их можно использовать для обнаружения небольших переменных токов при наличии больших постоянных токов.Катушки Роговского доступны в различных размерах/длинах и предназначены для установки вокруг проводников без необходимости разрыва проводника.

Датчики тока трансформатора, иногда называемые токоизмерительными клещами, обычно используются в испытательном оборудовании для обнаружения и измерения больших переменных токов. В этих устройствах используются разрезные железные кольца, которые замыкаются вокруг проводников. Они в основном используются для временного измерения тока. Они не используются для измерения низких уровней тока.

Иногда индуктивные датчики тока комбинируются с переключателями с автономным питанием, которые могут обеспечивать вход для проверки заданного выхода от контроллера автоматизации. Датчик обнаружит ток, протекающий в одной ветви трехполюсного двигателя, и подаст сигнал контроллеру о том, что двигатель насоса или вентилятора запущен или остановлен. Такие устройства можно настроить для определения тока под нагрузкой по сравнению с током без нагрузки и, таким образом, использовать для обнаружения сломанных муфт насоса или вышедших из строя ремней вентилятора.

Датчики напряжения

Датчики напряжения

в основном используются коммунальными службами для контроля напряжения в линиях электропередачи.Они также используются потребителями коммунальных услуг для контроля состояния напряжения в однофазных и трехфазных двигателях для обнаружения состояний пониженного напряжения, обрыва фазы и т. д. или для защиты электронных цепей в устройствах плавного пуска и аналогичном оборудовании от возможного повреждения низкими напряжениями. Датчики напряжения также используются для оценки коэффициента мощности.

Резюме

В этой статье представлено краткое обсуждение электрических датчиков, используемых для контроля тока и напряжения. Для получения дополнительной информации о других продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Другие датчики Артикул

Еще из раздела Инструменты и элементы управления

▷ Датчики тока и напряжения

Вот статья нашего уважаемого участника Мартина М., в которой основное внимание уделяется датчикам тока и напряжения с точки зрения функций, приложений и преимуществ. Наслаждайтесь и оставляйте свои впечатления.

Введение

Большинство неисправностей, происшествий и аварий, связанных с электрооборудованием и системами, происходят в результате пониженного и повышенного напряжения.Важно знать точную величину тока и напряжения для конкретной системы и приложения, поскольку это позволяет инженеру или техническому специалисту принимать и реализовывать важные для безопасности решения.

Кроме того, знание величины тока или напряжения в системе позволяет оценить производительность различных подкомпонентов системы.

Датчики тока

Существует два основных типа датчиков тока: датчики прямого и непрямого действия. Прямой датчик применяет закон Ома и эффект Холла.Имеет встроенную катушку. Поместив катушку вокруг проводника с током, в ней возникает индуцированное напряжение, пропорциональное току в системе. Используя различные усилители, такие как шунтирующие и операционные усилители, а также удобный интерфейс, можно легко обнаружить и измерить ток в системе.

Обратите внимание, что шунт разработан так, чтобы выдерживать токи короткого замыкания без каких-либо искажений значения сопротивления. Это позволяет использовать внешний неинвазивный способ измерения тока.Прямые датчики используются для малых токов (<100А). Для более высоких токов (100-1000А) применяют косвенный метод. Он работает по законам Ампера и Фарадея, измеряя магнитное поле, окружающее проводник с током.

Традиционно датчики тока использовались для защиты и контроля цепей. Однако в настоящее время эти значения используются для контроля и повышения производительности различного электронного и электрического оборудования.

Различные приложения включают следующее:

  • Контроль линейных и импульсных источников питания
  • Управление двигателем
  • Защита от перегрузки
  • Защита от перегрузки по току
  • Обнаружение замыкания на землю, среди прочего

Датчики напряжения

Основная функция датчиков напряжения заключается в обнаружении и измерении уровней переменного и/или постоянного напряжения.При обнаружении наличия напряжения датчики выдают выходные данные в виде аналоговых сигналов напряжения, уровней тока, выходных сигналов частоты и модулированной частоты или звуковых сигналов.

Типичный датчик оснащен стрелкой или указателем, а цифровые версии имеют буквенно-цифровой интерфейс. Используемые датчики включают ручные датчики напряжения, датчики, устанавливаемые на DIN-рейку, и датчики напряжения, устанавливаемые на печатной плате.

Датчик напряжения способен измерять наличие напряжения без металлического контакта i.е. на изолированных проводах. Датчик напряжения состоит из резистивного делителя напряжения. Встроенные резисторы, залитые смолой (для напряжений от 1 до 72 кВ), имеют небольшую индуктивность. Расположение, в основном зигзагообразное, вместе с диэлектрической проницаемостью смолы приводит к емкости. Эта емкость больше, чем любая емкость, уходящая на землю.

Электрические принципы диктуют, что чем меньше конденсатор, тем больше напряжение. Таким образом, когда вы держите датчик напряжения в руках и подносите наконечник к токоведущему проводнику, вы создаете на наконечнике высокое сопротивление, образуя последовательную цепь с емкостной связью.Цепь замыкается через вас, землю и обратно в цепь. Таким образом, наконечник датчика детектора напряжения представляет собой небольшой конденсатор, емкостно связанный с действующим напряжением.

Существуют различные приложения, связанные с датчиками напряжения. Общие области использования включают в себя области управления спросом на мощность, обнаружение сбоя питания, безопасное переключение, учет доходов, управление нагрузкой, особенно в двигателях, мониторинг качества электроэнергии, особенно вблизи компенсаторов реактивной мощности, и системы управления управлением энергопотреблением.

Другие включают:

  • Измерение мощности: обычно это делается на промышленном оборудовании для измерения эффективности
  • Измерение постоянного напряжения
  • Измерение качества электроэнергии
  • Измерение замыкания на землю
  • Оптимизация распределительного устройства

Спасибо за внимание,

Мартин М.

Датчики напряжения тока

Magnelab

Magnelab предлагает широкий спектр продуктов для мониторинга электропитания. Они предлагают датчики переменного тока или датчики постоянного тока нескольких типов, включая модели с поясом Роговского, с разъемным сердечником и со сплошным сердечником.У Magnelab есть датчики тока, подходящие практически для любых нужд.

Наша компания, основанная в 1968 году Карлом Форсбергом в Боулдере, штат Колорадо, сначала называлась Magnetek. Затем мы производили простые продукты, такие как антенные катушки, но быстро расширились до более сложных продуктов, включая коммутационные компоненты военного назначения. В 1995 году наша компания была поглощена корпорацией Соломон. Соломан был ведущим разработчиком для электротехнической промышленности и коммунального хозяйства, создавая регуляторы, корпуса и трансформаторы. Когда они купили Magnelab, мы переехали в Лонгмонт, штат Колорадо, к северу от Денвера.В настоящее время мы являемся собственностью компании Manutech, расположенной в Майами, штат Флорида. Они занимаются проектированием и производством магнитных компонентов уже почти полвека, и около 350 человек гордятся тем, что работают с ними на их морском объекте. Сегодня мы создаем продукты, которые обслуживают отрасль мониторинга энергии, поставляя ряд продуктов, включая наши прецизионные трансформаторы тока. Эта линейка продуктов включает в себя варианты гибких трансформаторов тока Роговского, датчики тока с разъемным сердечником (размыкающего типа), тороидальные датчики тока (неразмыкающего типа) и различные прецизионные трансформаторы напряжения.

Наша цель – как можно быстрее предложить нашим клиентам продукцию самого высокого качества, независимо от объема их заказа, и мы всегда следим за тем, чтобы наши цены были очень конкурентоспособными. Поскольку мы работаем вместе с оффшорной компанией, у нас очень низкие затраты на выбросы углерода. На самом деле, это самые низкие показатели во всем западном полушарии. В результате ни один другой поставщик не может конкурировать с нашими ценами.

Наша компания полностью сертифицирована по стандарту ISO 9001:2008. Это доказывает качество нашей продукции и тот факт, что мы стремимся к совершенствованию.Вся наша продукция, от электрического трансформатора до обратноходового трансформатора и от понижающего трансформатора до управляющего трансформатора, соответствует одним и тем же сертификатам ISO.

Наша производственная и инженерная организация полностью укомплектована персоналом. Это позволяет нам разрабатывать инновационные конструкции, такие как изолирующий трансформатор и трансформатор на 24 В. Мы также можем создавать из распечатанных материалов или разрабатывать совершенно новые устройства в соответствии со спецификациями. Так, например, мы разработали наши трансформаторы низкого напряжения и трансформаторы высокого напряжения, которые оказались очень популярными.Наша цель – построить долгосрочные профессиональные отношения с нашими клиентами, а это означает, что если у них есть особые потребности, которые они хотят применить, например, к стандартному силовому трансформатору или к гибкому датчику переменного тока RCT-350T, мы сделаем все возможное. чтобы добиться этого.

Мы предлагаем огромный выбор датчиков тока, трансформаторов тока, катушек с гибким сердечником (по Роговскому), трансформаторов тока с разъемным сердечником и многого другого. Что бы вам ни понадобилось для правильной работы, у нас есть то, что вам нужно, и мы всегда приложим все усилия.Показать меньше

Промышленные датчики тока | Датчик напряжения

Датчик переменного тока предлагает различные диапазоны и технологии для коммерческого или промышленного применения. Эти датчики обнаруживают электрические токи и пропорционально выдают сигналы. Они контролируют один или несколько компонентов с питанием.

Наш выбор устройств измерения тока включает аналоговые преобразователи CR Magnetics, которые обеспечивают определение среднего среднеквадратичного значения формы волны тока.Эта функция обнаружения рекомендуется при мониторинге фиксированных частот и стандартных нагрузок, питаемых от сети.

Многоточечное и удаленное измерение тока

Мы предлагаем продукты для многоточечных датчиков тока и панелей управления, а также для дистанционного измерения тока. Они также полезны при контроле неисправностей двигателя, нагревательных элементов и элементов освещения. Более точное измерение тока достигается при использовании преобразователей с внешними трансформаторами тока.

Мы распространяем аналоговые датчики, которые обеспечивают токовую петлю от 4 до 20 мА для передачи измеренных значений. Контуры могут быть преобразованы в напряжение для ввода в широкий спектр контрольно-измерительных устройств, включая панельные измерители, системы сбора данных и программируемые контроллеры.

Наши приборы, разработанные для многоточечного измерения тока, обладают множеством функций в одном устройстве. Рабочая температура, процент точности и тип калибровки учитываются при интеграции промышленного датчика тока в систему.

Датчик напряжения общего назначения

Повысьте эффективность, выбрав лучший датчик напряжения для электрических цепей. Преобразователи и передатчики среднего среднеквадратичного напряжения предназначены для контроля выхода постоянного тока, пропорционального входному напряжению переменного тока.

Эти устройства лучше всего подходят для общих применений, таких как источники напряжения фиксированной частоты. Универсальные датчики напряжения поставляются с вариантами безопасного монтажа на рейке или панели. Время отклика измеряется в миллисекундах, а рабочие температуры наших промышленных датчиков напряжения составляют от 0°C до +60°C.

Нужен датчик? Hi-Watt специализируется на датчиках тока и напряжения, датчиках давления, датчиках влажности и промышленных нагревателях для требовательных рынков.

Датчик напряжения-тока PASPORT

– PS-2115 – Продукция

Краткое описание продукта

Датчик напряжения-тока PASPORT сочетает в себе датчики напряжения и тока в одном корпусе. Он может одновременно измерять напряжение, ток и мощность, а затем отображать собранные данные в виде цифрового дисплея или графика.Когда защита от перегрузки отключает датчик, можно услышать звуковой сигнал, предупреждая учителей и обеспечивая безопасность учеников. Датчик автоматически сбрасывается после отключения сильного тока.

  • Дифференциальный вход позволяет учащимся измерять напряжение или ток в любом месте цепи, поэтому не нужно беспокоиться о том, какая точка находится на земле.
  • Диапазон
  • : диапазоны ±10 В и ±1 А позволяют работать с различными электронными конфигурациями и схемами аккумуляторов.

Применения

  • Изучение свойств цепи как для последовательной, так и для параллельной цепи
  • Закон Ома
  • Измерение мощности, потребляемой электрическим устройством
  • Косвенное измерение сопротивления любого элемента цепи
  • Измерение напряжения и тока, связанных с RC и LRC схемы

Что включено

  • 2x 4.Патч-корд 0 мм типа «банан», красный
  • 3 адаптера с зажимами «крокодил», красные
  • 1 адаптер с зажимами «крокодил», черные

Технические характеристики продукта

диапазон напряжения ± 10 V
Разрешение напряжения 0.005 V
± 1 A ± 1 A
Текущее разрешение
Последовательное сопротивление канала тока 0.6 ω,
Максимальный общий режим напряжение 10 V
максимальный выбор образец 1000 образцов / сек
напряжение входной импеданс 2 Mω

Требуется

Этот продукт требуется программное обеспечение PASCO для сбора и анализа данных. Мы рекомендуем следующие варианты. Для получения дополнительной информации о том, какое программное обеспечение подходит для вашего класса, см. раздел Сравнение программного обеспечения: SPARKvue и Capstone »

Требуется интерфейс

Для подключения этого продукта к вашему компьютеру или устройству требуется интерфейс PASCO.Мы рекомендуем следующие варианты. Подробную информацию о функциях, возможностях и дополнительных опциях см. в нашем Руководстве по сравнению интерфейсов »

Специализированная регистрация данных с помощью SPARK LXi2

Рассмотрим универсальный инструмент для сбора данных, построения графиков и анализа данных с сенсорным экраном для учащихся. Разработанный для использования с проводными и беспроводными датчиками, регистратор данных SPARK LXi2 одновременно поддерживает до пяти беспроводных датчиков и имеет два порта для синих датчиков PASPORT. Он оснащен интерактивным пользовательским интерфейсом на основе значков в амортизирующем корпусе и поставляется в комплекте с программным обеспечением SPARKvue, MatchGraph! и Spectrometry для интерактивного сбора и анализа данных.Он может дополнительно подключаться через Bluetooth к следующим интерфейсам: AirLink, SPARKlink Air и универсальный интерфейс 550.

Руководство по покупке

Руководства по продуктам

Выберите правильный датчик напряжения и тока

Образовательные датчики напряжения и тока не должны выглядеть серьезно, чтобы иметь действительно мощные возможности. Мы предоставляем удобные датчики напряжения и тока, которые генерируют данные в режиме реального времени, чтобы улучшить контекстуальное понимание учащимися электрических концепций.На этой странице представлена ​​сравнительная таблица наших предложений, которая поможет вам сделать осознанную покупку.

Библиотека экспериментов

Проведите следующие и другие эксперименты с датчиком напряжения-тока PASPORT.
Посетите экспериментальную библиотеку PASCO, чтобы просмотреть другие задания.

Расширенное размещение / физика

Цепи постоянного тока

В этой лабораторной работе учащиеся будут использовать датчик напряжения и тока и лабораторную электронику переменного/постоянного тока для создания простых резисторных цепей с резисторами, соединенными последовательно или параллельно, или и тем, и другим (не более чем с одним параллельным контуром резисторов)…

Выберите правильный датчик напряжения и тока

Образовательные датчики напряжения и тока не должны выглядеть серьезно, чтобы иметь действительно мощные возможности. Мы предоставляем удобные датчики напряжения и тока, которые генерируют данные в режиме реального времени, чтобы улучшить контекстуальное понимание учащимися электрических концепций. На этой странице представлена ​​сравнительная таблица наших предложений, которая поможет вам сделать осознанную покупку.

Датчик PASCO Функция Интерфейс PASCO Назначение
UI-5100
UI-5100, CI-6556
Напряжение
Ток
Интерфейсы 550/850 или устаревшие интерфейсы 500/750
  • Более высокая частота дискретизации до 10 МГц (зависит от интерфейса)
УИ-5100
УИ-5100, ПС-2184
Напряжение
Датчик тока
Интерфейсы 550/850 или устаревшие интерфейсы 500/750
  • Более высокая частота дискретизации до 10 МГц (зависит от интерфейса)
  • Идеально подходит для цепей LRC
ПС-3211
ПС-3212
Напряжение беспроводной сети
Ток беспроводной сети
Интерфейс не требуется
  • Bluetooth 4.0 требуется
  • Наличие беспроводного датчика тока устраняет путаницу в отношении пути тока в цепи.
ПС-2115 Напряжение/ток Любой интерфейс PASPORT, 550 или 850
  • Выдает напряжение и ток в одном датчике. Однако частота дискретизации ограничена 1000 Гц, что не совсем подходит для высокочастотных цепей.
ПС-2193 Сильноточный Любой интерфейс PASPORT, 550 или 850
  • Используйте для измерения больших токов.
  • Ограничено до 1000 Гц.
ПС-2160 Гальванометр Любой интерфейс PASPORT, 550 или 850
  • Используется для измерения небольших токов или напряжений.
  • Ограничено до 1000 Гц.

Дополнительные ресурсы

Если у вас есть дополнительные вопросы относительно нашего оборудования или программного обеспечения, обратитесь в службу технической поддержки PASCO. Мы здесь, чтобы помочь.

Системы тока и напряжения | Поставщик промышленных датчиков

Датчики > Ток и напряжение

Преобразователь напряжения переменного тока True RMS
Преобразователи и преобразователи напряжения True RMS серии CR4500 предназначены для приложений, в которых форма волны переменного напряжения не является чисто синусоидальной.Более точные и точные, чем другие устройства, эти устройства идеально подходят для систем управления с прерыванием волны и фазой.

В наличии много моделей, свяжитесь с нами по вашей заявке!


Один элемент
Диапазон входного напряжения от 50 до 500 В переменного тока
CR4510, CR4511, CR4520

Три элемента
Диапазон входного напряжения от 50 до 500 В переменного тока
CR4550, CR4560, CR4570, CR4580

Преобразователи переменного тока
Преобразователи тока серии CR4200 выдают калиброванный сигнал 4+20 мА постоянного тока, который пропорционален среднеквадратичному входному переменному току.Эти устройства, предназначенные для многоточечного измерения тока, обладают отличными характеристиками в недорогом корпусе. Выходной сигнал генерируется пользователем, который подает питание 24 VFC в контуре выходного тока.

Все одноэлементные преобразователи тока доступны в конструкции с разъемным сердечником. Просто поставьте «S» в конце префикса. * Ожидается признание UL.


Два элемента — окно 0,26 дюйма
Входной диапазон от 0,5 до 30 AAC
CR4260

Одиночный элемент – .Окно 79 дюймов
Входной диапазон от 0,5 до 50 AAC
CR4220

Трансформаторы тока коммерческого и измерительного класса
CR Magnetics линейка измерительных приборов для электрооборудования Трансформаторы тока доступны как в коммерческом, так и в Класс измерения ANSI. Трансформаторы коммерческого класса имеют меньшую стоимость и хорошо подходят для современных приложений мониторинга.Трансформаторы ANSI Metering Class стоят дороже. блоки, предназначенные для приложений контроля мощности где высокая точность и минимальная погрешность фазового угла требуется. В кратком каталоге представлен обзор наших самых популярных 5 трансформаторы вторичной обмотки усилителя.

Трансформаторы на 5 ампер обычно используются в сочетании с аналоговыми или цифровыми панельные метры.

Загрузить спецификацию (pdf)

Реле измерения тока

Серия CR4395, реле измерения тока обеспечивает эффективное и высокостабильный метод контроля электрического тока.Токонесущий провод проложен через отверстие, продолжающееся с верхней части корпуса. Когда ток достигает установленного уровня регулировкой точки срабатывания реле срабатывает и запускает регулируемый таймер. После включения таймера электромеханическое реле находится под напряжением. Прецизионная схема опорного напряжения обеспечивает очень повторяемая точка срабатывания.

Варианты выхода:
Реле доступно с тремя различными выходами конфигурации, электромеханическое реле, оптоизолированный Транзистор NPN или оптоизолированный симистор.Укажите желаемый выбор в номере детали.

Реле (-ELR)

  • Расположение: 1 форма C (SPDT)
  • Материал контактов: оксид серебра-кадмия
  • Клеммы: 3 1/4” с наружной резьбой QC
  • Механический срок службы: 10 миллионов операций, тип@ номинальная нагрузка
  • Электрический ресурс: 100 000 операций, тип.при номинальной нагрузке
  • Начальное контактное сопротивление: 50 мОм макс. при 500 мА, 12 В

Переключение постоянного тока (-NPN)

  • Vce (полностью выкл.): макс. 30 В пост. тока.
  • Isink (полное включение): макс. 120 мА пост. тока при номинальном полном включении
  • Vce (полное включение): 1,5 В постоянного тока при 120 мА постоянного тока Isink
  • Ток утечки в выключенном состоянии: 5ua @ 30 В пост. тока (тип.)

Переключение переменного тока (-TRC)

  • Напряжение в выключенном состоянии: макс. 240 В переменного тока, среднеквадратичное значение.
  • Минимальное напряжение переключения: 24 В переменного тока, среднеквадратичное значение
  • Ток во включенном состоянии: макс. 0,5 AAC RMS. непрерывный
  • Режим переключения: пересечение нуля
  • Утечка в выключенном состоянии: 60 мкА при 240 В перем.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.