幾種333mV接口信號(hào)的區(qū)別
問(wèn):設(shè)備常出現(xiàn)333mV接口,333mV信號(hào)有哪些?
答:333mV是標(biāo)準(zhǔn)電流互感器輸出接口,常出現(xiàn)在電表和工控產(chǎn)品的接口參數(shù)表中。傳統(tǒng)帶磁芯的CT和羅氏線圈都可以輸出333mV,但它們之間的區(qū)別非常大。CT輸出333mV是在其輸出端接入采樣電阻,將感應(yīng)的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)而得。羅氏線圈有三種方式輸出333mV:1.羅氏線圈直接感應(yīng)輸出333mV;2.通過(guò)積分器之后輸出333mV;3.通過(guò)積分器先轉(zhuǎn)換出電流信號(hào),再接采樣電阻得到333mV電壓信號(hào)。
問(wèn):這四種類型的333mV信號(hào),如何選擇?
答:4種類型的333mV之間的區(qū)別見下表:
特性 | 傳統(tǒng)磁芯CT+采樣電阻 | 羅氏線圈直出 | 羅氏線圈+電壓輸出型積分器 | 羅氏線圈+電流輸出型積分器+采樣電阻 |
工作原理 | 電磁感應(yīng)。基于鐵芯或磁芯。 | 電磁感應(yīng)。但為空心線圈,沒(méi)有磁飽和問(wèn)題 | 羅氏線圈信號(hào)基礎(chǔ)上加工 | 羅氏線圈信號(hào)基礎(chǔ)上加工 |
與被測(cè)電流關(guān)系 | 正比 | 微分關(guān)系,與被測(cè)電流大小和頻率成正比 | 正比 | 正比 |
相位關(guān)系 | 一致 | 相位差90° | 一致 | 一致 |
處理電路 | 不需要 | 必須經(jīng)過(guò)積分處理,將線圈輸出的微分信號(hào)還原為與原始電流成正比的信號(hào)??梢允菙?shù)字積分或者模擬積分。 | 不需要 | 不需要 |
額外供電 | 不需要 | 不需要 | 需要 | 需要 |
接口屬性 | 單端/差分 | 單端/差分 | 單端 | 單端/差分 |
關(guān)鍵優(yōu)勢(shì) | 1.可直接測(cè)量,使用簡(jiǎn)單。 2.在工頻附近測(cè)量精度高,技術(shù)成熟。 3.中小電流成本低 | 1. 無(wú)磁飽和,可測(cè)量非常大的電流和復(fù)雜波形。 2. 帶寬極寬,可從幾Hz到數(shù)MHz,適合高頻和諧波測(cè)量。 3. 體積小、重量輕、柔性,安裝方便 | ||
主要局限 | 1.會(huì)飽和,過(guò)流或直流分量會(huì)導(dǎo)致測(cè)量失真,甚至損壞。 2.帶寬低、主要用于工頻及其較低次諧波。 3.體積大、重量重,特別是大電流互感器。 4.鐵芯有磁滯損耗。 | 1.必須依賴高性能積分器。 2.工藝復(fù)雜 3.測(cè)小電流準(zhǔn)確度不高 4.導(dǎo)體在圈中的位置會(huì)導(dǎo)致誤差 | 帶積分器,彌補(bǔ)羅氏線圈的不足 | 帶積分器,彌補(bǔ)羅氏線圈的不足 |
詳細(xì)釋義:
一、傳統(tǒng)CT+采樣電阻
這種互感器通常是小電流互感器,通過(guò)精密的匝數(shù)比和電阻值設(shè)計(jì),使得在額定一次電流下,這個(gè)電壓降恰好為 333mV(或其他標(biāo)準(zhǔn)值,如100mV, 1V)。這個(gè)信號(hào)忠實(shí)地復(fù)現(xiàn)了一次電流的波形和相位,可以直接送給電表、PLC、示波器或數(shù)據(jù)采集卡等。
關(guān)鍵點(diǎn):它的333mV輸出代表的是電流的瞬時(shí)值。
二、羅氏線圈直出
羅氏線圈本身是一個(gè)均勻纏繞在非磁性骨架上的空心線圈。根據(jù)法拉第定律,其兩端感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)為:e(t) = M * di(t)/dt。其輸出是被測(cè)電流的微分,反應(yīng)的是電流的變化量,并不能反應(yīng)電流的真實(shí)情況。
關(guān)鍵點(diǎn):未經(jīng)積分的原始信號(hào)是一個(gè)與電流微分成正比的信號(hào),反應(yīng)的是電流的變化量,不是瞬時(shí)值。采集后端必須加入積分環(huán)節(jié)。
特別注意:有的電表內(nèi)部有積分處理,會(huì)明確說(shuō)明可以接羅氏線圈。
三、羅氏線圈+電壓型積分器
如上所說(shuō),羅氏線圈輸出信號(hào)之后,再經(jīng)過(guò)積分,由積分器校準(zhǔn)輸出333mV。該信號(hào)和CT輸出一樣,是電流的瞬時(shí)值。但通常是單端電壓信號(hào),即其中一端接地,后端接口電路也必須有一端為接地,不然會(huì)因?yàn)楣材k娏鳟a(chǎn)生漂移。因此,一般的差分接口型接口的設(shè)備,比如常規(guī)電表,必須要將負(fù)極接地。
關(guān)鍵點(diǎn):輸出代表的是電流的瞬時(shí)值,但接口必須是單端輸入,即負(fù)極接地。積分器需要供電。
特別注意:傳統(tǒng)的電表都是差分輸入的,必須在內(nèi)部把負(fù)極短接到地,才能接此信號(hào)。此外大部分采集系統(tǒng)都是單端接口,可以直接用。
四、羅氏線圈+電流型積分器+采樣電阻
這種方式模擬CT的工作模式,積分器經(jīng)過(guò)積分和轉(zhuǎn)換,輸出和CT一樣的電流信號(hào),然后接采樣電阻,得到333mV。它是電流的瞬時(shí)值。這種模式主要是用于電表,實(shí)現(xiàn)將羅氏線圈無(wú)縫對(duì)接傳統(tǒng)電表。但成本會(huì)比以上三種貴一些。
另外,積分器輸出的電流一般為40mA,可直接接入40mA輸入型電表。
關(guān)鍵點(diǎn):輸出代表的是電流的瞬時(shí)值,和CT信號(hào)是一樣,可無(wú)縫對(duì)接到電表。積分器同樣需要供電。
特別注意:因?yàn)榇嬖诠つk娏鳎╇娀芈沸韬拖到y(tǒng)同源。具體操作,請(qǐng)聯(lián)系我們。
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帶溫度傳感器的羅氏線圈解決方案
羅氏線圈與傳統(tǒng)CT的區(qū)別

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