万用型电量变送器将逐步取代传统多参数电量变送器
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- 颁布功夫：2013/11/13 8:54:51
- 作者：AnyWay中国
一、电量变送器概述
电量
变送器是指将被测电压、电流信号转变为尺度模拟量或数字量输出的丈量装置。。。。。
电量变送器凭据转换参量能够分类， ，，，，，，重要有电压变送器、电流变送器、频率变送器、功率因数变送器、功率因数角变送器（相位变送器）、有功功率变送器、无功功率变送器等等。。。。。
上述变送器， ，，，，，，输出参量只有一个， ，，，，，，通常称为单参数电量变送器。。。。。
事实上， ，，，，，，不论电量变送器的种类有几多， ，，，，，，其输入电参量不表乎电压、电流或电压和电流的组合。。。。。
之所以只有两种输入类型的电量变送器， ，，，，，，输出有多种大局， ，，，，，，重要原因在于单参数电量变送器输出为直流模拟量信号， ，，，，，，单参数电量变送器输出通常直接与尺度模拟量输入的二次仪表或节造； ；；；； ；ぷ爸孟嗔。。。。。
单参数电量变送器每输出一种特点值， ，，，，，，就必须增长一路输出信号。。。。。为了提高变送器的利用率， ，，，，，，以适应某些复杂利用， ，，，，，，出现了多参数电量变送器。。。。。多参数电量变送器其实就是多个单参数电量变送器的组合， ，，，，，，组合过程中共用了一些根基的电路单元， ，，，，，，从而降低了变送器成本， ，，，，，，缩幼了变送器整体体积。。。。。
图1 电量变送器
二、传统电量变送器面对的挑战
一个三相的多参量变送器， ，，，，，，能够输出三相电压有效值、三相电流有效值、三相有功功率、功率因数等等。。。。。多参数电量变送器输出衔接多个电参数测试仪或衔接一个多参数测多参数电量变送器的出现， ，，，，，，大大简化了某些必要丈量多参数的利用。。。。。
然而， ，，，，，，多参数测试仪在现实利用中也存在诸多不及：
1、多参数电量变送器组合不够矫捷， ，，，，，，限度了利用
单通路的互换电压变送器， ，，，，，，输出可能蕴含：有效值、峰值、峰峰值、整流均匀值、频率、峰值因数、谐波失真等等特点值。。。。。任何多参数电量变送器， ，，，，，，都不成能输出所有的特点值。。。。。因而， ，，，，，，现实利用中； ；；；； ；嵊龅檬滞酚卸嗖问缌勘渌推魅床荒苈愕ゲ问缌空闪康谋匾。。。。。
2、多参数电量变送器组合种类繁多， ，，，，，，增长了造作厂家的备货成本
为了尽可能满足各类用户必要， ，，，，，，造作厂家必要对各类分歧组合的变送器进行备货， ，，，，，，而每种变送器的需要分歧， ，，，，，，备货的数量往往很难满足变动的市场需要， ，，，，，，增长了造作厂家的备货成本。。。。。由于产品种类繁多， ，，，，，，也大大增长了研发成本、守护成本和治理成本。。。。。
3、随着变频调速技术的发展， ，，，，，，被测电量产生了变动
传统电量变送器， ，，，，，，根基上只有互换和直流两大类， ，，，，，，互换以50Hz为主， ，，，，，，部门利用为400Hz， ，，，，，，某些电量变送器可两全50Hz和400Hz互换电量的丈量。。。。。
传统电量变送器， ，，，，，，不论是50Hz还是400Hz的互换电量， ，，，，，，都是针对正弦电量设计。。。。。随着变频调速技术的发展， ，，，，，，被测电参量产生了变动， ，，，，，，传统的基于正弦法规变动的单一电量变为基波频率领域宽、谐波含量丰硕、波形无显著法规可循的
变频电量。。。。。
变频电量基波频率领域较宽， ，，，，，，电动汽车电机基波频率可达1000Hz左右， ，，，，，，牵引电机， ，，，，，，变频空调电机的最低基波频率可达1Hz甚至更低。。。。。
电网谐波含量要求通常低于5%， ，，，，，，而变频器输出的电压信号为PWM波， ，，，，，，含有丰硕的谐波， ，，，，，，在额定输出电压时， ，，，，，，谐波含量可达40%左右， ，，，，，，并且输出电压越低， ，，，，，，谐波含量越大。。。。。
随着谐波含量及谐波频谱散布的变动， ，，，，，，变频电量的波形会产生相应的变动， ，，，，，，变频电量的波形无显著法规可循。。。。。
面对复杂的变频电量， ，，，，，，传统的针对工频或其它频率正弦波设计的电量变送器已经无法胜任！
例如， ，，，，，，原先基于峰值检波电路或均值检波电路的工频电参量丈量的变送器， ，，，，，，能够满足电网有关电参量的丈量。。。。。在如今日益严沉的电网谐波传染下， ，，，，，，该类变送器的丈量精度慢慢不能满足必要， ，，，，，，逐步退出汗青舞台！
又如：原吓酌于电机电参数测试的多参数电量变送器， ，，，，，，在变频节能刷新后， ，，，，，，不能满足变频器输出电量的必要。。。。。
图2 电量变送器的测试对象产生了变动
三、万用型电量变送器根基构思
诸多不及严沉故障了多参数电量变送器的发展， ，，，，，，变送器用户但愿能有一种合用性更强的新型的电量变送器， ，，，，，，变送器厂家纷纷寻找新的前途！
那么， ，，，，，，能不能研造一种万用型的电量变送器， ，，，，，，以满足各类电量的各类特点值测试必要呢 ？？？？？？？
若是您还局限于多参数电量变送器的枚举式的思路， ，，，，，，你会发现， ，，，，，，现有的诸多的电量特点值， ，，，，，，已经无法穷举， ，，，，，，更不用说两全今后发展的必要了！
事实上， ，，，，，，对于非正弦电参量， ，，，，，，面对各类分歧的利用， ，，，，，，其特点值是无法穷举的。。。。。
研造适合变频电量测试或合用面更广的万用型电量变送器， ，，，，，，必须：
1、抛弃针对利用而产生的各类特殊的特点值， ，，，，，，而紧紧抓住被测电量的主题特点值。。。。。
2、必须抛弃原先的选取一个端口输出一个特点值的方式， ，，，，，，而采取越发矫捷的输出方式。。。。。
四、万用型电量变送器根基要求
电参量的主题特点值为幅值、频率和相位， ，，，，，，一组幅值、频率和相位对应唯一的正弦电量。。。。。凭据嘎凤叶变换理论， ，，，，，，肆意复杂的周期信号， ，，，，，，均可分化为多个分歧幅值、频率和相位的正弦电量的线性组合。。。。。图3为变压器输入畸变电流波形及嘎凤叶分化后得到的频谱。。。。。
图3 变压器空载输入电流波形及频谱
万用型电量变送器在转换过程中， ，，，，，，不应对被测电量的幅值、频率和相位信息造成过大的扭转。。。。。
1、频率要求
输入通路拥有足够宽的频带， ，，，，，，确保被测信号不失真的进入变送器丈量电路。。。。。
2、幅值要求
为了满足宽领域内的高精度丈量， ，，，，，，万用型电量变送器每个输入通路均设置了8个档位， ，，，，，，每个档位只丈量在本档位量程的50%~100%领域内的信号， ，，，，，，实现了256倍动态领域内的高正确度丈量。。。。。选取无缝自动转换量程技术， ，，，，，，档位切换时， ，，，，，，数据不迷失的特点可满足宽幅值领域内的动态丈量， ，，，，，，全面纪录被测信息， ，，，，，，不放过每一个细节变动。。。。。
3、相位要求
相位指标是影响功率丈量正确度的沉要指标， ，，，，，，对于用于功率丈量的电量变送器， ，，，，，，相位指标至关沉要， ，，，，，，万用型电量变送器应保障信号在变换过程中， ，，，，，，应保障相位误差幼于划定的限值。。。。。
4、输出信号为数字信号
选取互换采样技术， ，，，，，，二次仪表或上位机可对万用型电量变送器输出的数字信号进行还原， ，，，，，，得到被测原始信号。。。。。
二次仪表或上位机对万用型电量变送器输出的数字信号进行各类运算， ，，，，，，能够得到各类分歧的特点值。。。。。
为了实现被测信号的还原， ，，，，，，万用型电量变送器必须具备足够高的采样频率， ，，，，，，即采样频率必须高于信号带宽的两倍。。。。。若输入通路的信号带宽不能确认， ，，，，，，或采样频率不能做到足够高， ，，，，，，应该在采样之前加上抗混叠滤波器以抑造输入信号的带宽。。。。。
5、矫捷的输入通路配置
万用型电量变送器设计为双通路输入， ，，，，，，输入通路蕴含三种根基配置：
a、两路电压
b、两路电流
c、一路电压、一路电流
五、万用型电量变送器组成道理
以一路电压和一路电流输入的万用型电量变送器为例， ，，，，，，如图4所示， ，，，，，，万用型电量变送器蕴含电压（电流）变换电路、电压（电流）信号调度电路、AD转换器、串并转换电路等等。。。。。
其中， ，，，，，，电压（电流）变换电路、信号调度电路及量程转换电路将分歧幅值的输入电压（电流）信号变换为AD可接受的尺度电压信号（如±5V）， ，，，，，，尺度电压信号经抗混叠滤波器限度带宽后进入AD转换器。。。。。AD转换器在同步源自动选择电路及采样时钟产生器的节造下对输入信号进行采样， ，，，，，，输出数字信号经过FIFO缓冲后打包处置并经过串并转换器转换为串行数据输出， ，，，，，，输出衔接二次仪表或上位机。。。。。
频率丈量电路重要用于同步源和采样时钟的节造， ，，，，，，同时， ，，，，，，正确的信号频率也是上位机进行嘎凤叶变换等必要的沉要输入参数， ，，，，，，将与AD采样数据一路打包上传。。。。。
图4 万用型电量变送器组成道理
六、万用型电量变送器典型利用
东升国际官网研造的
DT系列数字变送器属于一种万用型电量变送器。。。。。DT
数字变送器输出选取光纤传输， ，，，，，，即可提高丈量系统的电磁兼容性， ，，，，，，又可实现二次仪表与被测回路的优良电气隔离。。。。。
图5 东升国际官网电气DT数字变送器
DT系列数字变送器输入带宽为100kHz， ，，，，，，采样频率为250kHz。。。。。即可满足直流电量丈量， ，，，，，，也可满足传统互换正弦电量丈量， ，，，，，，还可满足各类变频器、荧光灯镇流器、电动汽车电机、开关电源适配器、光伏电池方阵等输出的变频电量的丈量。。。。。
DT233B型数字变送器， ，，，，，，电压正确丈量领域为100mV～25.6V， ，，，，，，电流正确丈量领域为4mA～1.28A。。。。。绝大部门有源传感器的输出电压低于24V， ，，，，，，输出电流幼于1A， ，，，，，，该变送器险些可与蕴含电量传感器和非电量传感器在内的所有有源传感器配套使用。。。。。
DT212B型数字变送器， ，，，，，，电压正确丈量领域为5V～1280V， ，，，，，，电流正确丈量领域为0.5A～128A。。。。。险些可用于所有家用电器和幼功率变频器的直接丈量， ，，，，，，还可与电压互感器、电流互感器配套使用。。。。。
此表， ，，，，，，一路电压和一路电流的DT数字变送器， ，，，，，，可用于电压、电流及功率丈量。。。。。
而两路电压或两路电流的DT数字变送器， ，，，，，，凭据基尔霍夫电压、电流定律， ，，，，，，可用于三相电压及三相电流的丈量。。。。。
图6为DT数字变送器及有关上位机系统组成的便携式变频器谐波测试仪。。。。。
图6 万用型电量变频器构建的便携式变频器谐波测试仪
图中DH2000数字主机用于接管来自DT数字变送器的数字信号， ，，，，，，处置后通过高速USB2.0接口与笔记本电脑等上位机相连， ，，，，，，上位机假造有关软件， ，，，，，，即可实现便携式变频器谐波测试仪。。。。。假造分歧的软件还可实现电能质量分析仪、
变频功率分析仪、双通路示波器等等高机能
虚构仪器。。。。。
变频调速技术的宽泛利用、新能源技术的发展、各类节能电器的诞生， ，，，，，，都与变频电量有着亲昵的关系， ，，，，，，而基于变频电量丈量的数字量输出的万用型电量变送器将逐步取代传统基于正弦电量丈量的电量变送器。。。。。
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