電流轉換器

電流轉換器(convertor)是指將一種信號轉換成另一種信號的裝置。信號是信息存在的形式或載體。它是一組由0.1Ω、1Ω、9Ω、90Ω和900Ω相串聯的精密分流電阻,它通過模擬接口和量程控制電路來控制。各電流量程的滿量程輸出信號電壓為100mV。

簡介

電流轉換器的作用是將被測電流轉換為相應的電壓。

電流轉換器是一組由0.1Ω、1Ω、9Ω、90Ω和900Ω相串聯的精密分流電阻,它通過模擬接口和量程控制電路來控制。各電流量程的滿量程輸出信號電壓為100mV。

為了消除引線電阻和接觸電阻所引起的測量誤差,所有分流電阻都採用四端鈕電阻,即每個電阻都有一對電流接點和一對電壓接點。在量程切換時,分流電阻也是採取四端切換的。被測電流由電流接點引入和流出,而輸出電壓由電位接點引出。在測量電壓的情況下,隔離放大器和交流變換器具有很高的輸入阻抗,故電壓接點的阻抗可以忽略不計。

電流轉換器的原理框圖如圖所示。

電流轉換器 電流轉換器

測量直流電流時,被測電流通過精密分流電阻,在電阻的兩端產生直流電壓,通過兩電壓接點將此電壓接到直流隔離放大器的輸入端進行測量。測量交流電流或交流疊加直流的電流時,精密分流電阻上的電壓經過緩衝器M後再接到交流轉換器的輸入端,然後進行測量。交流電流測定值為有效值。

電流測量的過載保護是採取二種措施實現的,當電流超過滿量程1A,並在2A以下時,用並聯二極體來保護。當過負荷電流超過2A時,則過載電流將熔斷裝在後面板上的熔絲,從而保護儀器。 ·

工作特點

電流轉換器輸出4~20mA直流經電流轉換器轉換成0~10mA直流電流送給記錄儀或Ⅱ型執行機構,反之,Ⅱ型變送單元輸出0~10mA直流電流經電流轉換器轉換成4~20mA直流電流輸送給控制室內S型儀表。電流轉換器線路是利用V/I轉換和電平遷移兩部分構成。

技術指標

負載電阻:0~1.5kΩ(0~10mADC輸出),0~550Ω(4~20mADC輸出);

消耗功率:約2W;

工作振動:頻率10~55Hz,振幅≤O.075(振幅);

外磁場: 不大於400A/m;

基本誤差:±0.2%(不帶隔離);

電源電壓:DC 24V;

負載電阻:0~1.5KΩ(SZL-2104);

0~350Ω(SZL-1104);

環境溫度:5~40℃;

相對濕度:5%~85%;

周圍空氣中不含有腐蝕性,易爆炸氣體,外磁場不大於400A/m。

霍爾電流轉換器

如下圖所示,若電流通過導體A,則由安培定律可知在A的周圍就產生了磁場。由於該磁場的磁通密度與電流值準確地成比例,故可用霍爾元件來檢測磁通密度,並測量通過導體的電流。這種方法,從主電路A作電氣絕緣就能夠檢測電流值,因此,在高壓電流的測量中十分有效。測量的電流值較小時,可將線圈繞在磁路上增加安培匣數,就能增大磁通密度,提高檢測精度。電流值大時,可在磁路中設定空隙,增大磁飽和點。

電流轉換器 電流轉換器

通常,在I為最大值時每1A電流能獲得的霍爾電壓約為0.6 mV。雖然這些轉換器都是不能對磁路實現開關的結構,但通過設定開關機構,就可套用於大電流的鉗型電流計,特別適合用於100A左右中容量的直流檢測。在這種情形下,每1A電流的霍爾電壓約為0.4~0.5mV。

用於各種控制系統的霍爾檢測器大多具有如下特性。

初級檢測電流I有0~5、0~10、0~30、0~500和0~1000A(交、直流);輸出電壓V在各I的最大值時為120~300mV(交、直流);各檢測電流為最大值時線性優於1%;溫度係數為0.02%/℃,初級電流與輸出電路的絕緣在交流1500~2500V之間,或用於高壓電路的有30kV和50kV兩種。

數字/電流轉換器

A/D轉換器的輸入一般都是電壓,而D/A轉換器的輸出通常是低阻放大器產生的電壓。有許多轉換器提供的是電流而不是電壓,電流輸出是線性的且不受偏移的影響,使用運算放大器又可以將電流變為電壓。

D/I轉換器通常有一個正向基準,當流過轉換器的電流增加時,相應的數字碼也將隨之增大,它不依賴於實際轉換器的基準極性。如果流入轉換器的電流增加而引起相應數字碼減小時,就是一種負向基準關係。

採用電流輸出或直接由梯形電阻產生電壓輸出的轉換器,可以認為是電阻串聯的電壓產生器或電阻並聯的電流產生器。這些可以被一個反向或正向的運算放大器來處理,反向電流輸出的接法可以得到增益接近於1的高內阻系統,增益主要取決於反饋電阻,這個電阻可以減小放大器的漂移誤差。

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