電壓傳感器的應用計算

電壓傳感器的應用計算

傳感器的主要計算公式如下：

NPIP=NSIS； 計算原邊或副邊電流

VM=RMI； 計算測量電壓

VS=RSIS； 計算副邊電壓

VA=e+VS+VM； 計算供電電壓

其中，e是二極管內部和晶體管輸出的壓降，不同型號的傳感器有不同的e值。這里我們僅以ES300C為例，這種傳感器的匝數(shù)比NP/NS=1/2000、標準額定電流值IPN=300A rms 、供電電壓VA的范圍為±12V~±20V（±5%）、副邊電阻RS=30Ω ，在雙極性（±VA）供電，其傳感器測量量程>100A且無防止供電電源意外倒置的保護二極管的情況下，e=1V。在上述條件下：

（1）給定供電電壓VA，計算測量電壓VM和測量電阻RM：

假設：供電電壓VA=±15V

根據(jù)上述公式得：

測量電壓VM=9.5V；

測量電阻RM=VM/IS =63.33Ω；

副邊電流IS=0.1。

所以當我們選用63.33Ω的測量電阻時，在傳感器滿額度測量時，其輸出電流信號為0.1 ，測量電壓為9.5V。

（2）給定供電電壓和測量電阻，計算欲測量的峰值電流；

假設：供電電壓VA=±15V，測量電阻RM=12Ω，

則：VM+VS=（RM+RS）×IS =VA-e=14V 　

而：RM+RS=12W+30W=42W，

則zui大輸出副邊電流： A

原邊峰值電流：IPmax=ISmax（NS/NP）=666A

這說明，在上述條件下，傳感器所能測量的zui大電流即原邊峰值電流為666A。如果原邊電流大于此值，傳感器雖測量不出來，但傳感器不會被損壞。

（3）測量電阻（負載電阻）能影響傳感器的測量范圍。

測量電阻對傳感器測量范圍也存在影響，所以我們需要精心選擇測量電阻。用下式可計算出測量電阻：其中，VAmin—扣除誤差后的zui小供電電壓；

e—傳感器內部晶體管的電壓降；

RS—傳感器副邊線圈的電阻；

ISmax—原邊電流IP為zui大值時的副邊電流值。

另外我們可以通過下式確認所選傳感器的穩(wěn)定性。

如果VAmin不符合上式，則會造成傳感器的不穩(wěn)定。一旦出現(xiàn)這種情況，我們可以有以下三種方法克服：

1）更換電壓更大的供電電源；

2）減小測量電阻的值；

3）將傳感器更換成RS較小的傳感器。

例如，某種型號的電流傳感器，其標準額定電流IPN=1000A，匝數(shù)比NP/NS=1/2000，e值為1.5V，副邊電阻RS=30Ω，測量電阻RM=15W，用15V電源單極性供電。則VA=30V（單極性供電是雙極性供電的2倍）， 而：

IS=IP×NP/NS =0.

　　VS=RS×IS=15V

　　VM=RM×IS=7.5V

通過以上檢驗，可知這種傳感器在此條件下測量能保證穩(wěn)定性。它所能測量的原邊電流的zui大值（即測量范圍）

傳感器市場發(fā)展前景

一些傳感器市場比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場規(guī)模zui大，分別占到整個傳感器市場的21%、19%和14%。傳感器市場的主要增長來自于無線傳感器、MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems，微機電系統(tǒng)）傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中，無線傳感器在2007-2010年復合年增長率預計會超過25%。

目前，的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。有關專家指出，傳感器領域的主要技術將在現(xiàn)有基礎上予以延伸和提高，各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產業(yè)化，競爭也將日益激烈。新技術的發(fā)展將重新定義未來的傳感器市場，比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與*的擴大。