什么是電量傳感器?它有什么作用?隨著電子技術(shù)的日新月異,，帶動(dòng)了更多的新興產(chǎn)業(yè)飛躍發(fā)展,。比如：高鐵牽引驅(qū)動(dòng)變流器以及智能制造必須的機(jī)器人伺服驅(qū)動(dòng)器,，太陽(yáng)能發(fā)電的核心設(shè)備逆變器,，風(fēng)能發(fā)電的主力變流器，這些制造和變流設(shè)備中都離不開(kāi)傳感器,，傳感器的性能將直接導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備以及系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),。
雖然傳感器屬于電子器件，但與一般的器件有所不同,，不同的安裝方式，不同的使用方法都會(huì)影響傳感器性能,。筆者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),，對(duì)傳感器的實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題與注意事項(xiàng)做了總結(jié)。首先,，傳感器在使用前,，一定要核實(shí)工作電源電壓等級(jí)，測(cè)量范圍是否與被測(cè)信號(hào)一致!最好仔細(xì)閱讀規(guī)格書(shū)!避免不同電壓,，不同電流間的錯(cuò)用與混用,。
為了便于查閱，以下從幾個(gè)方面來(lái)探討傳感器的正確使用,。
1. 使用環(huán)境
傳感器的使用環(huán)境應(yīng)無(wú)導(dǎo)電塵埃和無(wú)腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體存在,。否則會(huì)由于導(dǎo)電粉塵與物體發(fā)生一二次電路，或二次側(cè)電源與信號(hào)間的短路,，燒壞傳感器,。
1.1 環(huán)境溫度
傳感器的規(guī)格書(shū)中都會(huì)規(guī)定傳感器的正常工作的環(huán)境溫度范圍,如-40~85度，視產(chǎn)品型號(hào)不同有一定區(qū)別,。建議不要超過(guò)規(guī)格書(shū)中規(guī)定的溫度范圍,，超過(guò)傳感器的正常工作溫度范圍，內(nèi)部部分器件會(huì)由于溫度特性而降低性能,，出現(xiàn)精度降低,，輸出信號(hào)不準(zhǔn)確，或無(wú)法工作等情況,。
傳感器盡量安裝在通風(fēng)散熱好的地方,，以免溫度過(guò)高影響傳感器的測(cè)量精度及壽命。
1.2 海拔
通常傳感器在設(shè)計(jì)時(shí),，都會(huì)考慮海拔,，一般情況為2000米。但并不是只能適用于海拔2000米以下,，如果實(shí)際使用中海拔超過(guò)2000米,，主要會(huì)影響傳感器的散熱與絕緣性能,。會(huì)降低絕緣特性，雖然絕緣也可以通過(guò)外部方式來(lái)改善,，但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)有難度也會(huì)增加成本,，在實(shí)際選型和使用是可以參照IEC 60664-1標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來(lái)降額使用，具體的參見(jiàn)IEC 60664-1 第5.1.4 一節(jié),，表A.2的降額系數(shù),。散熱問(wèn)題可以通過(guò)強(qiáng)制風(fēng)冷等方式，解決起來(lái)相對(duì)容易,。
1.3 安裝位置
由于傳感器是非接觸型測(cè)量,，大多檢測(cè)的是帶電導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng)，那么傳感器附近,，不宜有強(qiáng)磁場(chǎng),，以及容易產(chǎn)生磁場(chǎng)的器件。包括變壓器,、電抗器及流過(guò)大電流的導(dǎo)體等等,。特別是在三相測(cè)試中，相鄰的傳感器不宜安裝太近,。在空間允許的情況下,，間距盡可能的大。
有時(shí)候會(huì)受到柜體及其內(nèi)部布局的限制,，很難留出足夠的空間,，這種情況下建議傳感器錯(cuò)位安裝，特別是HALL原理的傳感器,，應(yīng)盡可能讓HALL器件的位置原理磁場(chǎng)源,。
2. 傳感器安裝與固定
傳感器分兩種固定方式：PCB和盤(pán)式安裝
2.1 PCB安裝方式
通常PCB安裝的傳感器原邊測(cè)量信號(hào)比較小。傳感器的輸出端采用pin針或SMD的方式,，在焊接上可以按照一般器件的焊接工藝執(zhí)行,，由于有的傳感器內(nèi)部不灌膠，所以盡量避免清洗,。
2.2 盤(pán)式安裝方式
通常盤(pán)式安裝的傳感器原邊測(cè)量信號(hào)比較大,，體積也比較大。
在傳感器的規(guī)格書(shū)中,，均提供安裝孔的間距與孔徑,，同時(shí)會(huì)明確各個(gè)安裝孔所用的螺釘大小及擰緊的扭矩。推薦的扭矩都是經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)工程師的驗(yàn)證與評(píng)估,，安裝時(shí),，要嚴(yán)格按照規(guī)格書(shū)中推薦的扭矩來(lái)操作，否則容易造成外殼的破裂,。尤其是灌膠傳感器,，一旦外殼破裂就無(wú)法修復(fù),，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)也會(huì)給施工帶來(lái)麻煩。
3. 安裝方向
3.1 電流傳感器
在每只電流傳感器的外殼上都會(huì)有一個(gè)箭頭,，這個(gè)箭頭的方向代表被測(cè)電流的流向,，在傳感器的原邊接入被測(cè)電流時(shí)，要保證被測(cè)電流和流向與傳感器上所示的箭頭方向一致,。否則會(huì)導(dǎo)致傳感器的輸出信號(hào)反向,。
3.2 電壓傳感器
在每只電壓傳感器的外殼上都會(huì)有原邊電壓正極與負(fù)極，分別代表用于接入被測(cè)電壓信號(hào)的正,、負(fù)極,，有的傳感器還會(huì)帶有接地輸出端“E”的，通常這端子連接到屏蔽層,，要與保護(hù)地連接,，以起到屏蔽和抗干擾作用。值得提醒的是,，雖然傳感器可以交直流通用，但原邊接入的方向同樣會(huì)帶來(lái)副邊輸出的變化,，原副邊波形會(huì)出現(xiàn)反向,。
4. 原邊導(dǎo)體
對(duì)于測(cè)量電流較大的電流傳器來(lái)說(shuō)，原邊一般為穿孔結(jié)構(gòu),，要根據(jù)穿孔的形狀,、大小來(lái)選擇相應(yīng)的電纜或銅排，保證原過(guò)導(dǎo)體能順利通過(guò)穿孔,，不要因?qū)w截面過(guò)大而損壞傳感器穿孔,。穿心導(dǎo)體應(yīng)盡量充滿穿孔，以保證測(cè)量精度,。電纜和銅排穿過(guò)傳感器時(shí),，兩側(cè)要有固定支撐，盡量居中,，避免銅排或電纜歪斜,，以免影響測(cè)量效果。
在實(shí)際運(yùn)行中需要注意導(dǎo)體的溫度,，最好不要超過(guò)標(biāo)稱的允許溫度,，以免過(guò)熱影響傳感器的正常工作，或損壞傳感器,。
5. 傳感器的接線
一般傳感器的規(guī)格書(shū)中都會(huì)有接線圖,，明示出對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)的序號(hào)，一般包括電源正極Vc+,，電源負(fù)極Vc-, 輸出信號(hào)端M,， 以及OV,，一定要按照序號(hào)的定義來(lái)接線，不能錯(cuò)接,，漏接,，否則會(huì)損壞傳感器。
5.1 pin針式
當(dāng)傳感器的二次側(cè)采用PCB焊接的pin針式時(shí),，要按照規(guī)格書(shū)最后一頁(yè)所示的pin針序號(hào)來(lái)布板,。
5.2 接插件式
當(dāng)傳感器的二次側(cè)采用接插件的形式時(shí)，規(guī)格書(shū)中會(huì)提供接插件的型號(hào)與規(guī)格,，以及各個(gè)接針?biāo)鶎?duì)應(yīng)的作用,。建議用專用工具來(lái)壓接好端子和導(dǎo)線，避免短路或接觸不良,。
6. 傳感器的工作電源
一般來(lái)講,，傳感器都需要外部提供工作電源，這個(gè)工作電源為直流電壓源,，分為幾種規(guī)格,，+5V，+/-12V,+/-15V或+/-24V等,。
通常在傳感器的規(guī)格書(shū)都會(huì)給出電源電壓等級(jí)Vc,，如果Vc值為+/-，則傳感器需要有雙電源供電,。
另外,，在選擇電源時(shí)，要選擇電壓穩(wěn)定,，紋波小的電源,。同時(shí)要注意電源的功率。
通常在傳感器的規(guī)格書(shū)都會(huì)提供傳感器的損耗值Ic,。這個(gè)Ic值的表示傳感器的耗電大小,，那么在選擇供電電源時(shí)，至少要保證電源輸出的電流大于Ic,，才能保證傳感器正常工作,。
7. 傳感器通電
傳感器是用來(lái)測(cè)量電流、電壓信號(hào)的有源器件,，需要外接直流電源供電,，傳感器才可以工作。
1). 傳感器二次側(cè)的接線正確后,，先接通傳感器工作的直流電源,。
如果是雙電源供電的傳感器，電源為直流+/-12V,+/-15V或+/-24V。
如果是單電源供電的傳感器,，電源為直流+5V,。
傳感器工作的直流電源要穩(wěn)定，上下波動(dòng)在+/-5%范圍之內(nèi),。太低或太高都會(huì)影響傳感器的正常工作, 電壓太高,，還可能損壞傳感器。
接通傳感器的直流工作電源后,，傳感器處于備工作狀態(tài),，此時(shí)二次輸出端會(huì)有很小的信號(hào)輸出，只要在規(guī)格書(shū)允許的范圍之內(nèi),，都屬于正常,。
2). 傳感器供電源接通后，再通入原邊被測(cè)信號(hào),。
當(dāng)被測(cè)信號(hào)輸入時(shí),，傳感器的輸出端會(huì)有相應(yīng)的信號(hào)輸出，這個(gè)輸出信號(hào)會(huì)隨著原邊被測(cè)信號(hào)的改變耐改變,。
如果原副邊上電順序顛倒,，可能會(huì)損壞傳感器，這一點(diǎn)希望在實(shí)際中一定注意!
8. 電位器
在新的技術(shù)應(yīng)用下,，傳感器都采用激光調(diào)阻,，軟件調(diào)阻的方式來(lái)標(biāo)定和校準(zhǔn)，但市面上仍存在一些傳感器采用電位器的方式,，通常這些外露的電位器都是廠家在出廠時(shí)對(duì)傳感器標(biāo)定用的,，用于調(diào)整傳感器的零點(diǎn)和精度,，調(diào)整好后用紅膠固定防止電位器被誤碰改變阻值,。那么外露的電位器，請(qǐng)勿隨意調(diào)整,，否則會(huì)影響傳感器的測(cè)量精度,。
9. 負(fù)載電阻的選擇
負(fù)載電阻是指接在傳感器輸出端的電阻，通常輸出電流信號(hào)是會(huì)限制負(fù)載電阻的最大值,，輸出電壓信號(hào)時(shí)會(huì)限制負(fù)載電阻的最小值,。
9.1 電流輸出型傳感器
當(dāng)傳感器的輸出信號(hào)為電流信號(hào)時(shí)，通常在采樣時(shí)都需要轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),，這時(shí)需要在傳感器的輸出端與OV之間配接測(cè)量電阻,。測(cè)量電阻的選取受到傳感器供電電源電壓的大小和被測(cè)信號(hào)的大小有限制，不能隨意選取,。
在相同供電電源電壓下,，測(cè)量電阻值的大小會(huì)影響傳感器所能測(cè)量原邊信號(hào)的范圍，電阻值越小，被測(cè)信號(hào)越大,，測(cè)量范圍越大,，電阻值越大，被測(cè)信號(hào)越小,，最大測(cè)量范圍越小,。但是，需要注意的是,，有些傳感器的測(cè)量電阻值不能無(wú)限減小,，否則會(huì)損壞傳感器。
通常在規(guī)格書(shū)中,，廠家都會(huì)標(biāo)明測(cè)量電阻的范圍數(shù),，包括最小值和最大值。這個(gè)電阻的取值只要在規(guī)格書(shū)中規(guī)定的范圍內(nèi),，傳感器都可以正常工作,，滿足規(guī)格書(shū)中承諾的參數(shù)指標(biāo)。
9.2電壓輸出型傳感器
當(dāng)傳感器的輸出信號(hào)為電壓信號(hào)時(shí),，為了保證負(fù)載電阻的接入不影響傳感器輸出電壓值的衰減,，對(duì)負(fù)載電阻值有最小值的限制。
在規(guī)格書(shū)中廠家會(huì)標(biāo)明負(fù)載電阻的大小,，通常為千歐級(jí),。所以在傳感器的輸出端接入后級(jí)電路時(shí)，要保證等效電阻值大于允許的負(fù)載電阻,。 否則,，傳感器的輸出值會(huì)減小。
以上是對(duì)傳感器使用中存在問(wèn)題的探討,，使用與大多數(shù)的傳感器,，如遇到特殊情況，需要針對(duì)不同廠家不同型號(hào)具體對(duì)待,。在實(shí)際應(yīng)用中,，正確對(duì)待和使用傳感器，在系統(tǒng)工程師,、調(diào)試工程師的工作中可以起到事半功倍的效果,。以上就是電量傳感器的解析，希望能給大家?guī)椭?/p>