传感器的主要计算公式如下:
npip=nsis; 计算原边或副边电流
vm=rmi; 计算测量电压
vs=rsis; 计算副边电压
va=e+vs+vm; 计算供电电压
其中,e是二极管内部和晶体管输出的压降,不同型号的传感器有不同的e值。这里我们仅以es300c为例,这种传感器的匝数比np/ns=1/2000、标准额定电流值ipn=300a rms 、供电电压va的范围为±12v~±20v(±5%)、副边电阻rs=30ω ,在双极性(±va)供电,其传感器测量量程>100a且无防止供电电源意外倒置的保护二极管的情况下,e=1v。在上述条件下:
(1)给定供电电压va,计算测量电压vm和测量电阻rm:
假设:供电电压va=±15v
根据上述公式得:
测量电压vm=9.5v;
测量电阻rm=vm/is =63.33ω;
副边电流is=0.1。
所以当我们选用63.33ω的测量电阻时,在传感器满额度测量时,其输出电流信号为0.1 ,测量电压为9.5v。
(2)给定供电电压和测量电阻,计算欲测量的峰值电流;
假设:供电电压va=±15v,测量电阻rm=12ω,
则:vm+vs=(rm+rs)×is =va-e=14v
而:rm+rs=12w+30w=42w,
则zui大输出副边电流: a
原边峰值电流:ipmax=ismax(ns/np)=666a
这说明,在上述条件下,传感器所能测量的zui大电流即原边峰值电流为666a。如果原边电流大于此值,传感器虽测量不出来,但传感器不会被损坏。
(3)测量电阻(负载电阻)能影响传感器的测量范围。
测量电阻对传感器测量范围也存在影响,所以我们需要精心选择测量电阻。用下式可计算出测量电阻:其中,vamin—扣除误差后的zui小供电电压;
e—传感器内部晶体管的电压降;
rs—传感器副边线圈的电阻;
ismax—原边电流ip为zui大值时的副边电流值。
另外我们可以通过下式确认所选传感器的稳定性。
如果vamin不符合上式,则会造成传感器的不稳定。一旦出现这种情况,我们可以有以下三种方法克服:
1)更换电压更大的供电电源;
2)减小测量电阻的值;
3)将传感器更换成rs较小的传感器。
例如,某种型号的电流传感器,其标准额定电流ipn=1000a,匝数比np/ns=1/2000,e值为1.5v,副边电阻rs=30ω,测量电阻rm=15w,用15v电源单极性供电。则va=30v(单极性供电是双极性供电的2倍), 而:
is=ip×np/ns =0.
vs=rs×is=15v
vm=rm×is=7.5v
通过以上检验,可知这种传感器在此条件下测量能保证稳定性。它所能测量的原边电流的zui大值(即测量范围)
传感器市场发展前景
一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模zui大,分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、mems(micro-electro-mechanicalsystems,微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传感器。其中,无线传感器在2007-2010年复合年增长率预计会超过25%。
目前,的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出,传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高,各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化,竞争也将日益激烈。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场,比如无线传感器、光纤传感器、智能传感器和金属氧化传感器等新型传感器的出现与*的扩大。
