电量传感器 _知识百科

电量传感器是一种检测装置，能感受到被测电量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。也是一种将被测电量参数（如电流，电压，功率，频率，功率因数等信号）转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。产品符合国标GB/T13850-1998 。注：真有效值电压电流变送器用于测量电网中波形畸变较严重的电压或电流信号，也可以测量方波，三角波等非正弦波形。

原理

当电量传感器输出信息满足某种标准要求时，也称电量变送器。
随着科学技术的不断发展，工业控制或检测(监测)系统对电量隔离传感器的要求也越来越高，特别是在产品的稳定性、检测精度和功能方面。由于数字化产品不论其性能还是功能，如非线性校正和小信号处理方面，模拟产品是不可比拟的。因此，电量传感器的数字化是一种必然趋势。具有传感检测、传感采样、传感保护的电源技术渐成趋势，检测电流或电压的传感器便应运而生并在我国开始受到广大电源设计者的青睐。

特性参数

额定输出：0～5Vdc；0～20mA；4～20mA；
精度：1.0级；
线性范围：0～120%；
响应时间：≤300mS ；
隔离耐压： 2500V DC/1分钟；
工作温度：-20℃～+70℃；

通用技术条件

● 引用标准及规则：GB/T13850-1998
● 相对湿度：≤93%
● 准确度等级： 0.2、0.5级
● 贮藏条件：温度-40~+70℃ ，相对湿度20~90% ，无凝露
● 工作温度：-10~55℃
● 平均无故障时间：≥30000h

基本分类

依据输入信号特点，可以分为：
直流电量传感器
最常见的是分流器、电阻分压器等；
交流电量传感器（一般适用于工频正弦波测量）
最常见的是电磁式电压互感器、电容式电压互感器、电磁式电流互感器等；
变频电量传感器（适用于各种频率及波形的交流电量测量）
如霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、罗氏线圈及变频功率传感器等。工频电量是变频电量的一种特例，因此，变频电量传感器通常可以作为工频交流电量传感器使用，此外，除了罗氏线圈不能用于直流测量之外，其它几种传感器还可作为直流电量传感器使用。
电量隔离传感器按照检测电量信号和功能不同分为以下六大类
电流传感器
电压传感器
频率传感器
功率传感器
温度传感器
越线报警传感器
依据输出信号特点，可以分为：
模拟量输出电量传感器和数字量输出电量传感器，变频功率传感器属于数字量输出电量传感器。
由于数字式电量传感器可以直接输出数字量，对于许多应用系统可以省去A/D采集模块，可以减轻系统设计工作。并且，相对模拟量而言，数字信号的抗干扰能力较强，尤其是数字信号可以方便的采用光纤传输，可以完全避免传输环节的损耗和干扰，为实现复杂电磁环境下高精度测量提供了科学的保障。
由于电量传感器产品种类较多，本文仅介绍了一种交流信号电量传感器数字化技术。电量传感器实现数字化的方法较多，目前最普遍的是采用单片机、DSP、FPGA等微处理器技术，因为它的应用很灵活，可以实现各种不同功能。随着集成电路不断发展，已经出现了许多专用的芯片，如电度表产品，已有许多专用芯片可选，有数字接口也有脉冲输出等。

相关知识

一计量器具

1 传感器 ARCM-NTC传感器ARCM-NTC　直接作用于被测量，并能按一定规律将其转换为同种或别种量值输出的器件。
2 变送器 P/Q组合变送器BD-3P/Q/Ⅰ　输出为标准信号的传感器。
3 检测器　用于指示某种特定量的存在而不必提供量值的器件或物质。
4 电量隔离传感器　在被测电量与输出信号之间，采用非电媒体进行隔离，把被测电量转换成规定电信号的传感器。

二测量

1 被测量　受到测量的量。
2 影响量　不是被测对象但却影响被测量值或计量器具示值的量。如：测量交流电压时的频率。

三计量器具特性

1 准确度　计量器具给出接近于被测量真值的示值的能力。
2 准确度等级　(符合一定的计量要求，使其误差保持在规定极限以内的)计量器具的等级或级别。
3 量程　测量范围的上下限之差的模。 |上限值-下限值|
4 标准工作条件(参比工作条件)　为进行性能试验或为保证测量结果能有效地相互比对而规定的计量器具的使用条件。如：参比温度范围15℃～35℃
5 额定工作条件　为了使计量器具规定的计量特性处于给定的极限之内而规定的正常使用条件。如：额定温度范围0℃～50℃
6 极限工作条件　为了使计量器具不致造成损坏或计量特性永久性降低而规定的极端条件。如：极限温度范围-10℃～+70℃
7 标称值　标注在器具上用以标明其特性或指导使用的值。如：标注在电阻上的电阻值，砝码值，传感器标签上的输出值。
8 额定输入值　为了使计量器具规定的计量特性处于给定的极限之内而规定的计量器具的输入值或输入范围。

四测量误差

1 绝对误差　测量结果与被测量的真值(预期值、理想值)之差。
2 相对误差　测量的绝对误差与被测量的真值之比。
3 误差的绝对值　不考虑正负号的误差值。

五计量器具的误差

1 基本误差(固有误差)　计量器具在标准条件下所具有的误差。如：线性误差、纹波、响应时间、回程误差等。
2 附加误差(影响量误差)　计量器具在非标准条件下所具有的误差。如：温度影响、湿度影响、辅助电源影响、被测量频率影响、被测量电压影响、　被测量功率因数影响等原因产生的误差。
3 引用误差　计量器具的绝对误差与其量程之比。
4 线性误差　标准曲线与规定直线之间的最大偏差。
5 回程误差　在相同条件下，被测量值不变，计量器具行程方向不同其示值之差的绝对值。
6 量化误差　被测量的实际阶梯特性与理想特性的偏差。

六值

1 有效值：瞬时值的平方在一周期内的平均值的平方根。或曰“均方根值” 。 Vrms = = Vp = 0.707 Vp 2 平均值：瞬时值在半个周期内的平均值。 Vavg = = Vp = 0.636 Vp