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基于磁调制原理的高速电压传感器
fuxinrenzhong 发表于 2008/11/3 8:12:16 754 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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DCV系列高速电压传感器由高导磁环镍铁合金和电子电路构成。要了解该类传感器的工作原理，我们必须知道高导磁环形线圈在方波电压下的工作过程。（原理过程略，留给空间与对此感兴趣的网友共同探讨！）
根据上述高导磁铁心线圈在方波电压下的工作原理。我们用之作为基本单元构成了DCV系列高速电压传感器。（原理框图见下图）
其中，N1为方波发生器，N2为电流补偿环节，N3为放大器。R，C电路、铁心线圈L1和N1组成了传感器的自激振荡电路，通过N1产生正负半波对称的方波电压，该电压再作用于铁心I的线圈L1，每当铁心进入饱和，线圈电流iL1的尖峰值促使N1翻转，改变输出电压的极性。方波电压频率为f ≤U2/(4BmSn2)。N2补偿铁心线圈产生的尖峰电流和励磁电流，使iL2与in的合成电流更接近于i1。L2中流过的电流iL2与电流i1产生磁势方向相同，因此铁心II总处于饱和状态。b点接有电压钳位电路（图中未表示出），将该点钳位于二极管管压降电平，当方波电压改变极性时，它可降低峰值电流对输出电压的影响。
值得注意的是，该种传感器的一次侧和二次侧的匝数较少，仅有数百匝。它与磁平衡霍尔电压传感器相比，其线圈的电感量大为减少（霍尔电压传感器一次侧数千匝，有的上万匝，二次侧也有数千匝），这样就极大地提高了传感器输出信号的响应时间。同时由于一次侧线圈匝数少，线圈导线电阻也小，于是因温度变化而引起的传感器线性度变化亦大为降低。另外，还有磁平衡式霍尔电压传感器的输入电压漏电流一般要10mA之多，而新型DCV系列高速电压传感器的输入电压漏电流只要1~2mA。其性能从整体上优于霍尔型电压传感器。
由于新型DCV系列高速电压传感器的测量精度高，线性度好，体积小、功耗低，对被测信号有极快的响应时间，它在交流传动（地铁工程车及交流传动内燃机车的变流系统）中有着广泛的用途。
新型DCV系列高速电压传感器的主要技术参数（以DCV-2000V为例）
额定测量电压（r.m.s）:2000Vrms
过载能力：最大±3000V-10min/h
响应时间：≤4μS（输入最大测量电压的90%）
额定测量输出：0-5V或0-10V
准确度：±1%
非线性度：±0.5%（+25℃）
零点漂移：≤±30mV（+25℃）
电源电压：±15V±10%
一次侧内阻：1.6M
耐压：3KV/50HZ/1min