WB系列交直流通用電量隔離傳感器工作原理簡介

本系列產(chǎn)品采用線性光電隔離技術(shù)和專用厚膜集成電路，對電網(wǎng)或電路中的交、直流電流或交、直流電壓進(jìn)行實時隔離測量，將其變換為跟蹤電壓輸出（V_G）、直流電壓輸出(V_Z)、直流電流輸出（I_Z）或頻率輸出（F_K）。傳感器輸出可以與各型A/D配接，構(gòu)成數(shù)據(jù)集中采集系統(tǒng)，也可以與傳統(tǒng)的模擬式、數(shù)字式指示儀表配接，顯示被測量之值。

1. 體積小、精度高、動態(tài)性能好；

2. 通頻帶寬，可以測量正、負(fù)向直流和10kHz以內(nèi)的正弦交流電流或交流電壓；

3. 采用雙通道隔離補償技術(shù)，有效抑制線性電路溫度漂移；

4. 輸入電路、輸出電路完全隔離，輸出信號可以共地，抗干擾能力強；

5. 在0～120%標(biāo)稱輸入范圍內(nèi)，輸入與輸出保持線性關(guān)系；

6. 輸出形式多樣，滿足各種使用要求；

7. 溫度范圍寬，提供商業(yè)級、工業(yè)級產(chǎn)品，部分型號提供軍用級產(chǎn)品；

8. 結(jié)構(gòu)形式多樣，提供直插式、DIN卡裝式安裝方式，方便各種場合使用。

1.精度等級：0.2, 0.5；

2.線性范圍: 0～120%標(biāo)稱輸入； (加輸出限幅保護(hù)時除外)

3.響應(yīng)時間: 跟蹤電壓輸出≤15μS；

其他型式輸出≤250mS；

4.輸入頻響: 交直流通用型：±DC/20Hz～10kHz；

寬帶型：20Hz～30kHz，最高可做100kHz；

5.負(fù)載能力: 直流（或交流）電壓輸出≥5mA，

直流電流輸出≥6V，

頻率輸出≥15mA；

6.輔助電源: ±12V/+12V/+24V；

7.靜態(tài)電流: ≤40mA；

8.隔離電壓: ≥1500V DC；

9.額定環(huán)境溫度：商業(yè)級產(chǎn)品：0℃～+50℃，

工業(yè)級產(chǎn)品：-25℃～+70℃；

10. 短時過輸入能力:

電流傳感器：10倍標(biāo)稱輸入電流，持續(xù)1ｓ，間隔300ｓ，重復(fù)5次不擊穿；

電壓傳感器：2倍標(biāo)稱輸入電壓，持續(xù)1ｓ，間隔10ｓ，重復(fù)10次不擊穿；

11. 輸入標(biāo)稱值范圍:電流輸入：1mA～400A AC/DC；

電壓輸入：75mV～600V AC/DC；

12. 輸出標(biāo)稱值：

跟蹤電壓輸出：3.5V，5V；

直流電壓輸出：0～5V，0～10V，1V～5V；

直流電流輸出：0～20mA，4～20mA；

頻 率 輸 出：0～5kHz，0～10kHz，1kHz～5kHz。

本系列傳感器采用模塊化電路結(jié)構(gòu)，主要由輸入采樣電路1、前置放大器2、光電耦合器3、定標(biāo)放大器4、專用厚膜集成轉(zhuǎn)換器5、6、7和直流隔離電源8組成。

對于電壓傳感器，采樣電路1是一個分壓器；對于電流傳感器，采樣電路1是一個定值分流器。被測電壓或電流信號（交流或直流）經(jīng)采樣電路1采樣，取得0～75mV標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，經(jīng)前置放大器2放大，驅(qū)動光電耦合器3進(jìn)行隔離傳送，再經(jīng)定標(biāo)放大器4進(jìn)行放大、定標(biāo)，形成跟蹤電壓輸出V_G；V_G輸出經(jīng)絕對值變換器5后，形成單向直流電壓輸出V_Z；V_Z輸出經(jīng)V/I變換器6后形成直流電流輸出I_Z，V_Z輸出經(jīng)V/F變換器7后形成頻率輸出F_K； DC/DC電源8為前置放大器2提供與輸出信號不共地的直流輔助電源。只有輸出跟蹤電壓V_G的產(chǎn)品才使用正負(fù)電源（+E、-E），其它產(chǎn)品只使用單一正電源。

由于在信號的傳遞過程中全部采用直接耦合方式，本系列產(chǎn)品既可以用于正、負(fù)方向的直流測量，也可以用于交流信號測量。

圖中線性光電耦合器3是本系列產(chǎn)品的關(guān)鍵部件，承擔(dān)隔離和線性變換的雙重作用，對傳感器的通頻帶有重要影響。由于采用了先進(jìn)的雙通道隔離補償技術(shù)，能有效抑制共模干擾和電路溫度漂移。

微型DC/DC電源8是本系列產(chǎn)品中另一個關(guān)鍵部件，它的設(shè)計要恰當(dāng)?shù)靥幚眢w積、功耗和隔離耐壓的矛盾。

定標(biāo)放大器4是一個寬帶交流放大器，它產(chǎn)生的電壓輸出V_G，在波形和方向上快速跟蹤輸入信號的變化，V_G輸出型傳感器適用于實時采樣系統(tǒng)。

轉(zhuǎn)換器5是我公司配套開發(fā)的專用厚膜集成器件，它把交流電壓信號變換為直流電壓輸出。轉(zhuǎn)換器5（或轉(zhuǎn)換器6）的“基準(zhǔn)端”接地時，它輸出0～5V（或0～20mA）；為它們配加一個高穩(wěn)定的偏置電路，就形成1V～5V（或4mA～20mA）輸出。

AC/DC轉(zhuǎn)換分為（真）有效值轉(zhuǎn)換和平均值轉(zhuǎn)換。有效值轉(zhuǎn)換器適用于含有多次諧波的交流信號（如三角波、矩形波、梯形波、可控硅調(diào)功波等），但成本較高；平均值轉(zhuǎn)換器成本低，適用于標(biāo)準(zhǔn)正弦交流信號轉(zhuǎn)換。

根據(jù)定義，有效值Vrms是瞬時值Vp的平方在一周期內(nèi)的平均值的平方根。即：

采用平均值轉(zhuǎn)換的傳感器，如WBV122U01，假如輸入100V DC時，輸出5V DC，則當(dāng)用于測量100V AC（有效值）時，其輸出值

是直流測量時的0.9倍。

采用有效值轉(zhuǎn)換的傳感器，不管用于直流測量，還是用于交流測量，都能得出正確的測量結(jié)果。

頻率輸出F_K一般都采用集電極開路輸出形式。使用時須在頻率輸出端外接上拉電阻R, 在輸出端形成方波頻率信號。上拉電源可以與傳感器共用,也可以采用允許范圍內(nèi)的其它規(guī)格的直流電源。

本系列產(chǎn)品均采用便于現(xiàn)場使用的端子接線、卡裝方式（S型或U型結(jié)構(gòu)）。電流測量均采用接線輸入方式，當(dāng)被測電流大于5A時，外置75mV標(biāo)準(zhǔn)輸出的定值分流器配合測量。電壓輸入大于600V時，可以通過外接分壓電阻把測量范圍擴(kuò)大到1500V。