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发电机动态模拟实验系统的研究与开发
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3秒自动关闭窗口互感器、霍尔电流传感器与零磁通电流互感器特点与应用
电流互感器、直检式霍尔电流传感器、磁平衡霍尔电流传感器、相位差磁调制式直流电流传感器与零磁通电流互感器的区别与使用。
以下介绍针对于MCU对150A以下电流进行数据隔离采样用途。
电流互感器&&&
电流互感器大家最为熟悉，就是初次级绕组通过铁芯进行电磁耦合，初次级电流比与匝比相同。用于测量40-20kHz的正弦波电流。测量精度一般为比差±0.1%，比差非线性度0.1%，，相位差15分。特点，不需电源，价格便宜，精度高，缺点：不能用于有直流分量场合（某些型号可以带一定直流分量，但直流分量不反映到输出），价格10-30元
直检式霍尔电流传感器
初级绕组绕在径向开有缺口的环型（矩形等）铁芯上，霍尔元件置于缺口中。当初级绕组有电流流过时，霍尔元件检测出铁芯中的磁感应强度B的大小（V=KBi，K霍尔元件灵敏度，B磁感应强度，i霍尔元件的控制电流。）该瞬时电压与初级绕组瞬时电流是线性关系。对该电压（mV级）进行放大输出，就是跟踪输出型直检式霍尔电流传感器，也可以转换成标准信号输出。用于测量DC-1kHz的各种波形电流。由于输出电压与控制电流成正比，恒流源的稳定性很关键，磁路中的剩磁对输出有教大影响。测量精度一般为±1%，非线性度0.5%，响应速度10μS，跟踪速度di/dt
50A/μS。特点，需提供±12V电源，结构简单，可以测量各种波形电流，缺点：温漂大，精度低一些。价格50-100元
磁平衡霍尔电流传感器
某些厂家也把它称“零磁通”电流传感器
磁平衡霍尔电流传感器是在铁芯上加了一个反馈绕组，把霍尔元件检测的电压反馈回反馈绕组中，使磁路中的B=0。这样反馈绕组的电流与初级绕组的电流成对应关系，要求起反馈的运放的失调电压小。控制电流的影响降低，精度较直检式霍尔电流传感器高许多。用于测量DC-100kHz的各种波形电流。测量精度一般为±1%，非线性度0.2%（高的0.1%），响应速度1μS，失调电流0.3mA。特点，需提供±12V电源，可以测量各种波形电流且非线性度好，缺点：小电流精度低一些。价格150-220元
相位差磁调制式直流电流传感器
经理论和实践证明，在交变对称电压或电流源激磁的铁心中，若同时存在直流恒定磁场，铁心中交变磁通的对称性就被破坏，磁通波形的正负半波相位将发生变化，相应地，检测绕组输出电压中的正负半波将发生相对位移。正负半波相位变化量的大小和方向可以反映直流偏置电流的大小和方向，利用这一特性测量直流电流，就是相位差磁调制式直流电流测量方法的基本原理。单铁心磁调制器在三角波恒定交流激磁下，铁心磁化波形为对称的三角波，检测绕组端电压的波形为正、负相间的矩形脉冲波。当被测直流电流I为零时，该电压中相邻的正、负矩形脉冲之间的间隔t+-＝T/2，T为激励电源的周期。当被测直流电流不为零时，检测绕组端电压中的正、负矩形脉冲相对发生反方向移相，且移相幅度相等，此时　脉冲间隔t+-的变化量Δt与直流信号成正比，与交流激磁信号成反比。因此，Δt的大小及正负就可以反映直流被测电流的大小和方向，可以通过检测Δt来测量直流电流，直流I与Δt间的关系为标准的线性关系。用于直流系统的泄漏电流0-100mADC测量。测量精度一般为±0.5%，非线性度0.2%，响应速度300mS，特点，需提供±12V电源，通常采用穿心，插入阻抗小测量很小的泄漏电流，缺点：不能测量交流。价格160-200元
零磁通电流互感器
电流互感器的误差是由提供磁通的交变励磁电流产生。表现在外部，就是互感器有能量输出=I*I(R+r)，r内阻和R外接负载。次级上产生的电动势U2越小，其所需提供磁通的交变励磁电流就小，误差就小。在材料和匝数一定的情况下，几乎所有电流互感器的误差补偿方法都是直接间接地实现这个目的。次级上产生的电压
-U2=UR+Ur，外接负载引起的电压降比较好解决。二次绕组的内阻不可能做到0，电流也不会是0（电流为0的话就不叫互感器了）。人为地在二次回路中串联增加一个电压源-U，-U与（UR+Ur）大小相等相位相反。-U2=-U+UR+Ur=0
。这时互感器误差=互感器原来的误差乘以电压源-U相对于（UR+Ur）的误差，这个电压源-U可以用外部电路实现，也可以加一个电流互感器来产生电压源-U。零磁通电流互感器采用后者。电压源-U与（UR+Ur）大小相等相位相反直接影响误差，特别是用外部电路实现时这一点很重要。零磁通电流互感器采用辅助电流互感器来实现的所以就比较简单并比较精确，主要是设计和调整上。零磁通电流互感器误差很小，如：原来互感器误差为0.1%，辅助电流互感器误差（电压源-U与UR+Ur误差）为5%，则零磁通电流互感器误差0.1%5%=0.005%的误差。主要用于高精度测量120A以下40-500Hz交流电流，穿心测量电流最小可达1mA。特点，不需要电源，测量精度很高比差±0.02%，比差非线性度0.01%，，相位差1分，不需电源，缺点：结构复杂，调试麻烦，不适合大量生产，价格50-500元。
直流互感器工作原理是:饱和电抗器的直流控制线圈成为直流互感器的；次线圈，交流工作线圈成为二次线圈。直流互感器的原理实质上是当铁心被交直流线圈同时激励时，直流电流的大小引起铁芯饱和程度的改变，使交流线圈的电抗大小发生变化，交流电流及串在回路中的取样电阻上的电压会相应改变。当直流为被测电流时，由取样电阻上可得到正比于直流电流的电压。
零磁通电流互感器的零磁通是怎样实现的?
　　 零磁通电流互感器 ——零磁通指互感器的铁芯没有磁通（理论上）。
电流互感器的误差是由提供磁通的交变励磁电流产生，若把它降为零取消它，互感器就没有误差了。零磁通电流互感器就是磁通为零的互感器。
那么怎样实现零磁通呢?大家知道互感器要有电流输出,即使外部短路(0负载),由于线圈有内阻,势必有电压降。这个电压降需要交变的磁通产生的电动势提供。有电流又要零磁通解决的办法有好几种，其中一种方法就是利用另一个叠加在主互感器上的辅助互感器来提供反电动势，去补偿I*R产生的压降，这样就不需要主互感器的磁通来提供电动势了，实现零磁通目的。还有一种方法就是利用外部电路来提供，不过外部电路来提供精确的同相位电动势需要下一点工夫。前一种方法比较容易实现，并比较精确。
　　 理论零磁通电流互感器是没有误差的，但是由于不可能真正的做到零磁通，
　　及分布电容漏感等原因，零磁通电流互感器还有误差的，但比一般的互感器的精度已提高了至少一个数量级。
(零磁通互感器)磁平衡电流互感器工作原理？似零序互感器吗问题补充：我电流互感器和电压互感器的知道工作原理，关键是不知道磁平衡电流互感器的原理，他是做为大型电机的磁平衡差动保护用的，磁平衡差动保护又叫小差动保护，无论电机多大，变比都是50/5或50/1的，请帮忙解答。互感器instrument
transformer按比例变换电压或电流的设备。互感器的功能是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或10A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。分为电压互感器和电流互感器两大类。电压互感器按原理分为电磁感应式和电容分压式两类。前者多用于220千伏（kV）及以下各种电压等级；后者则一般用于110kV以上的电力系统，在330～765kV超高压电力系统中应用较多。按用途，电压互感器又分为测量用和保护用两类。①电磁感应式电压互感器。工作原理与变压器相同。基本结构也是铁芯和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。电压互感器本身阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增加而烧毁线圈。为此，电压互感器原边接有熔断器，副边接地，以免原、副边绝缘损坏时，副边出现对地高电位而造成事故。电磁感应式电压互感器的等值电路与变压器的等值电路相同。②电容分压式电压互感器。在电容分压器的基础上制成。电容式电压互感器多与电力系统载波通信的耦合电容器合用，以简化系统，降低造价。此时，它还需满足通信运行上的要求。&电流互感器工作原理、等值电路与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。原边电流（即被测电流）和副边电流取决于被测线路的负载，与电流互感器副边负载无关。电流互感器运行时，副边不允许开路。因为在这种情况下，原边电流均成为励磁电流，将导致磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身及设备安全。因此，电流互感器副边回路中不允许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆卸电流表及继电器等设备。在测量交变电流的大电流时,为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（我国规定电流互感器的二次额定为5A我国规定电流互感器的二次额定为5A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用，电流互感器就是升压(降流)变压器.它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。1次侧只有1到几匝，导线截面积大，串入被测电路。2次侧匝数多,导线细,与阻抗较小的仪表(电流表/功率表的电流线圈)构成闭路。电流互感器的运行情况相当于2次侧短路的变压器，一般选择很低的磁密(0.08-0.1T),并忽略励磁电流，则I1/I2=N2/N1=k。电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比励磁电流是误差的主要根源。0.2/0.5/1/3,1表示变比误差不超过1%。
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请问如何用AVR检测市电有效值电压，我们使用电压互感器得到的是交流电压信号
请问使用电压互感器得到的交流电压信号如何再变换为直流电压，与有效值电压成比例的，这样可以直接送到AVR测量
楼主我也在搞这个啊
用互感器好像不太精确啊
用互感器得到的交流信号要整流才能得到直流信号
我初步方案是 变压器 隔离变压 ，然后采样，计算RMS ，得到的就是有效值
互感器不太精确 ,变压器隔离变压更不精确，我用AVR做风力发电控制器，电压是频率变化的。我想精度要求不高的情况下，能不能简单的用电路变换，变成一个稳定的直流电压，这个电压就代表有效值，不用AVR计算
楼主这样的话可以用AD736，这个真值转换芯片
我现在也很苦恼用啥方案
ATT7022B……
好吧，这里得说，其实AVR这种AD与数字电路共地、共享IO口的东西，本来就不适合测交流电啊……
有些时候不能光想着省钱的……
交流隔离测量，如果是非常好的正弦信号还凑合，如果本来信号就不怎么好，再用变压器隔离一下就更糟了，感应出来的信号波形都发生变化了你说测量RMS值有用吗？交流要想做到非常精确，只有和信号共起来，直接采样测量。和主系统之间采用数字隔离传送。
要有很好的数学功底，进行数学分析，把信号进行复原。否则，老老实实的用专用芯片。整流后，就没法看到波形的信息了，比如多次谐波什么的。
说的很好啊。。。还有个ADE7758可以可以试一试。。。
楼主位，留个联系方式，有点事情请教一下。。。我的QQ
查了一些资料，方案如下：交流电用电压互感器或霍尔电压传感器隔离，然后用精密整流器，有源滤波器变成稳定的直流，送入AVR
不计成本的话，也可以直接采用AD636或LTC1967RMS-DC芯片。准备用精密整流器，有源滤波器，具体电路正在研究中，有最新进展随时报告
一般检测220v交流电压电流，都用专门的计量ic,ade7758...
楼主搞的怎么样了啊
我也在搞这个
能留个联系方法交流下吗？QQ
呵呵...楼主,搞得怎么样?
我也同样问题,同样想法,想请教一下,QQ:..
ATT7022B测量可控硅錾波后的电压电流一样的不精确
见过AVR IO直接接220,电阻分压,热板
热板才准确，呵呵。
好像有点难，买了沙占友的《万用表电路》书，看了里面的精密整流电路，还没看太懂，老板说这周要弄出来，正在和师兄在
学术期刊网上查资料。这周应该有结果。
我看到有产品用的是互感器+普通的整流桥
我这次用的就是这个方案
那就没有精度可言了。
楼主到底要什么精度？
对自己的手艺有信心的话，13楼的做法也未尝不可……
【17楼】 zhiwei
那就没有精度可言了。
你要多高的精度啊，呵呵
精密整流电路在耀华公司（做互感器的）产品手册里面有。因为风力发电频率为20--30HZ,不能用互感器，只能用霍尔电压传感器
问了一下南京中旭，一个霍尔电压传感器要70元。太贵了。现在决定这样做，200VAC发电机电压直接整流，由于是200V，二极管压降，
对精度影响（相比用变压器降为5V后整流)影响较小，然后分压成3V,然后ADC0832，然后6N136隔离，进AVR.我想这种方案,精度能保证，成本也比较低，而且强电与单片机隔离，保证了单片机的可靠性，当然用的元件多了一些。请大家指正
采集220V50Hz交流电用电压互感器可以。互感器二次侧电压要做偏移处理把信号偏移到0V以上，AVR进行16点采样再FFT就可以测量有效值了
呵呵。哪有那么复杂哦。
直接整流-分压-ADC
然后对ADC的值求平均，就得到有效值了。
关键是你看看现在的市电波形很烂啊。
关相研究中...
有什么进展没？
ade7758是王道~~除非COST太少
用差分电路可进行浮动电压源取样，保_真度高于变压器，成本远低于霍尔。这阵子很忙，等有时间，搞个电路分析。
悬浮高压取样最早是脉冲调制+脉冲变压器隔离+脉冲解调电路，后来有脉冲调制+光耦隔离+脉冲解调电路，都离不开脉冲调制解调技术；现有线性光耦隔离取样，但电路复杂，取样线性度依赖光耦的元件特性；悬浮高压差分取样电路对悬浮高压源取样是最简单线性度高的电路，只取决于电阻精度，而光耦参数离散性很大，故光耦隔离取样电路和差分取样电路的易用性及线性度差别很大。
(原文件名:sample_treephase001.jpg)
(原文件名:sample_treephase002.jpg)
把悬浮高压源等效为两个相等幅值的接地电压源，其幅值为悬浮高压源1/2，这样等效为加法电路：
(原文件名:SAMPLE_VOLTAGE_2.jpg)
(原文件名:SAMPLE_VOLTAGE_3.jpg)
V01=-(Vi/2)(R3/R1)
V02=(-Vi/2)[R4/(R2+R4)](1+R3/R1)
因R1=R2，R3=R4，可得：
V0=-Vi（R3/R1）
为了保护运放，可如下图加入ZENER，注意，ZENER不能接地，电容值选取应能消毛刺，同时相移在允许范围内。制作时留足绝缘空间。
(原文件名:sample_treephase003.jpg)
MULTISIM文件
点击此处下载
(原文件名:sample_treephase.rar)
这个电路是1986年在美国、德国设备上接触到的，我也应用在其他设备上，以上是对这个电路的分析。
记号，正在研究这个。
我做过这样的：整流-&分压-&ADC_&然后对ADC进行均值滤波-&有效值。在要求精度不是很高的场合还是可以的
有时间研究一下
悬浮高压差分取样电路是不是不适合高压直流采样
头像被屏蔽
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认真学习一下，
不知道电压互感器输出是不是有效值
不知道电压互感器输出是不是有效值
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同求代码和算法
我做过这样的：整流-&分压-&ADC_&然后对ADC进行均值滤波-&有效值。在要求精度不是很高的场合还是可以的 ...
最近也在做这个，我想这样可以不可以，也是互感器输出整流后加个大电容，这样电容两端电压可以充满到峰值电压后稳定，然后在分压给单片机，单片机根据峰值电压除以1.414，就是有效值，然后再乘以互感匝数比，得到前级的有效值电压。这样可行否？
学习下......
以前用过ADE7768做过类似的东西。
好像没有什么结果，我再顶顶
悬浮高压差分取样电路
慢慢看，最近有用
直接用计量芯片呗
悬浮高压取样最早是脉冲调制+脉冲变压器隔离+脉冲解调电路，后来有脉冲调制+光耦隔离+脉冲解调电路，都离不 ...
哈哈 还真遇到用这个电路的人了 我也是从别处看到的，但有个问题一如下，
奇怪的是，放了一段时间居然能用了，但是线性度不好，目前外加一个LEM在用
听听高见。。。
其实无需知道比例，只要你的交流互感器是线性的，用一个万用表校正两个点就可以得到电压了， ，
悬浮高压取样最早是脉冲调制+脉冲变压器隔离+脉冲解调电路，后来有脉冲调制+光耦隔离+脉冲解调电路，都离不 ...
分析透彻，谢谢
bkkman 发表于
悬浮高压取样最早是脉冲调制+脉冲变压器隔离+脉冲解调电路，后来有脉冲调制+光耦隔离+脉冲解调电路，都离不 ...
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