Датчики напряжения с выходными сигналами 4-20мА 0-10в 0-20мА


Датчики напряжения предназначены для контроля напряжения в электрических цепях с номинальным напряжением до 4 кВ с изолированной нейтралью или 6(10)кв для заземленной нейтрали. Датчик преобразовывает входной сигнал переменного тока в выходной унифицированный сигнал постоянного тока, который можно направить на измерительные приборы или контроллеры управления. Датчики герметизированы, не ремонтируются и не требуют обслуживания. Датчики содержат встроенный трансформатор, обеспечивающий гальваническую развязку не хуже 1 кВ (50 Гц, 1 мин.) или не хуже 4 кВ (50 Гц, 1 мин.) и универсальную платформу «Айюми», разработанную специально для применения с выпускаемыми нами измерительными трансформаторами. Номинальное напряжение питания платформы составляет 24 В, работоспособность полностью сохраняется в диапазоне напряжений 20-28 В. Платформа малочувствительна к пульсациям и нестабильности питающих напряжений. Диапазон рабочих температур датчиков -40...+85град.С.

В настоящее время для заказа доступны датчики на входные токи 0,5 и 2 мА для напряжений до 4 кВ с  с изолированной нейтралью или любым с заземленной нейтралью;внешним токоограничительным шунтом, рассчитанным на работу с напряжением применения.Кроме этого доступны для заказа датчики напряжения со встроенными токоограничительными резисторами для работы с низким напряжением. На фото представлен датчик с номинальным напряжением 600в и гальванической развязкой 4кВ в габаритах 40х40х20мм. Сниженные до 0,5 мА входные токи против существующих аналогов (например, датчики фирм LEM или 3Е требует 10 или 20 мА) существенно снижают требования по рассеиваемой мощности у токоограничивающих резисторов и, соответственно, цены и габаритов. Например для приложения 2,5 кВ требуется всего 1,25 Вт рассеиваемой мощности на резисторе, в то время как для LEM LV200-AW/29 необходимо уже 50 Вт! Кроме того, однополярное питание с широким диапазоном допустимых напряжений и малое потребление повышают эксплуатационные преимущества датчика перед известными датчиками на основе эффекта Холла при измерении переменного напряжения.

Наименование датчика для заказа: ТП03C-хх/yy-zz, где:

  • хх — номинальный входной ток (мА)
  • yy — выходной сигнал: 0-1 В/0-10 В/0-20 мА/4-20 мА
  • zz — 00-жесткие вывода для монтажа на печ. плату.

Например: ТП03С-0,5мА/(4-20мА)-00, т.е. трансформатор ТП03С с ном. вх. током 0,5 мА, внешним токоограничительным резистором и выходом 4-20 мА, для печатного монтажа.


Для заказа доступны следующие варианты исполнения:

Фото 1. Фото датчика напряжения с внешним резистором

Фото 1 — Фото датчика напряжения с внешним резистором

Фото 2. Фото датчика напряжения на 600в с выходом 4-20мА со встроенным резистором

Фото 2 — Фото датчика напряжения на 600в с выходом 4-20мА со встроенным резистором

Фото 3. Фото датчика напряжения с выходом 4-20мА с внешним резистором

Фото 3 — Фото датчика напряжения с выходом 4-20мА с внешним резистором

хх

yy

Iвх. 0-10 В* 0-1 В 0-20 мА 4-20 мА
0,5 + + + +
2 + + + +

* возможна поставка с выходными напряжениями 0-3 или 0-5 В

Внимание: Входное сопротивление измерителя на принимающей стороне должно быть:

  • не ниже 50 кОм для модификаций 0-1в;
  • не ниже 100 кОм для 0-10в;
  • не выше 500 Ом для 0-20 мА (включая сопр. проводников)
  • не выше 800 Ом для 4-20 мА (включая сопр. проводников) при 24в. питания токовой петли

Датчик имеет гибкие провода с усиленной изоляцией для подключения измеряемого напряжения через токоограничивающий резистор и жесткие вывода для установки на печатную плату, либо клеммники для непосредственного подключения цепей гибкими проводами.

Устройство и принцип работы

Структура датчика напряжения с аналоговым выходом представлена на рис. 1

При подаче напряжения Uвх, через Rогр и первичную обмотку трансформатора протекает ток, рассчитываемый по формуле Iвх=(Uвх — 0,28 В)/Rогр. Для заказа доступны модели с номинальным током 2 или 0,5 мА. Встроенный токовый трансформатор обеспечивает гальваническую развязку и передачу сигнала в усилитель-преобразователь ток-напряжение. Полученное напряжение выпрямляется прецизионным выпрямителем и поступает на интегратор, выполненный в виде RC цепи, позволяющий выделить среднее напряжение, пропорциональное входному току, а, следовательно, входному напряжению. На выходе RC цепи установлен формирователь напряжения — ток, который выполняет роль буфера и приводит выходной сигнал к 0. Выходное напряжение формируется при протекании тока формирователя через Rвых. При шунтировании этого резистора, выходное напряжение может изменяться в широких пределах (0-1 В; 0-2 В и т.д.) для заданного значения входного напряжения, что позволяет корректировать датчик подстройкой резистора нагрузки. Данная подстройка может осуществляться и при необходимости снижения выходного напряжения или подстройки АЦП под имеющийся ИОН. В то же время, величина выходного напряжения и внутреннего сопротивления (не более 49,9 Ом для 0-1 В и 499 Ом для варианта 0-10 В) аналогового выхода позволяет без труда сопрягать его с АЦП микроконтроллеров или стандартными измерительными приборами, имеющими вход 0-1 В или 0-10 В. При необходимости, на этапе изготовления, возможно снижение или увеличение постоянной времени RC цепи или настройки требуемого выходного напряжения или тока под конкретное приложение, например 0-3 В или 0-5 В.

Модификация трансформатора с выходом 0-20 мА не имеет встроенного резистора. Максимальное напряжение на выходе 4-го датчика может достигать 10 В, что ограничивает входное сопротивление измерителя с учетом сопротивления проводов величиной 500 Ом. В модификации 4-20 мА установлен встроенный резистор 1 Ом и применяется 2-х проводное подключение, что ограничивает входное сопротивление измерителя уже до 800 Ом при питании 24 В.

Собственное потребление платформы «Айюми» при отсутствии входного сигнала не превышает 0,8-1 мА в диапазоне напряжений 20-28 В. Максимальный потребляемый ток не более —21 мА (20 мА для 4-20 мА), что позволяет использовать его с маломощными источниками питания. Кроме того, по требованию может быть существенно снижен максимальный ток потребления для использовании высокоомных нагрузок.

Внимание: при расчете токоограничивающего резистора следует правильно выбрать его рабочее напряжение и мощность. Например для измерения 0,4 кВ входного напряжения необходимо:

  1. Рассчитать требуемое сопротивление: Rогр = 400 В/0,5 мА = 800 кОм.
  2. Рассчитать рассеиваемую мощность на резисторе W = Uвх · Iвх = 400 В · 0,5 мА = 0,2 Вт
  3. Выбрать оптимальную структуру ограничительного резистора. В случае SMD, используем 1206 с параметрами 0,2 Вт; 200 В. Для снижения нагрева, а, следовательно, и ухода сопротивления от номинального значения, берем цепочку из 4 резисторов по 200 кОм. Это обеспечит максимальное рабочее напряжение 800 В против требуемых 400 · 1,41 = 564 В и запас по мощности в 4 раза, что снизит рабочую температуру резисторов.

Габаритный чертеж датчика напряжения представлен на рис. 2

Обратите внимание, вывод 2 не используется и устанавливается только по требованию покупателя.

Типовые схемы подключения трансформаторов приведены на рис. 3

  • На рис. 3а изображена схема подключения ТП03С-хх/(0-1в) к универсальному измерителю 0-1 В и особенностей не имеет, аналогичное подключение имеет и Т03С-хх/(0-10в) к универсальному измерителю 0-10 В.
  • На рис. 3б изображена схема сопряжения ТП03С-хх/(0-10в) с АЦП микроконтроллера со встроенным ИОН = 5 В. Для снижения выходного напряжения с 10 до 5 В установлен дополнительный резистор 499 Ом. Для других напряжений ИОН величину добавочного резистора можно рассчитать по формуле: Rx = 499 · Ux / (10 - Ux).
  • На рис. 3в изображена схема подключения ТП03С-хх/(4-20мА) к универсальному измерителю 4-20 мА и особенностей не имеет.
  • На рис. 3г изображена схема подключения ТП03С-хх/(0-20мА) к универсальному измерителю 0-20 мА.
Рис. 1. Функциональная схема датчика напряжения с внешним резистором с платформой «Айюми»

Рис 1 — Функциональная схема датчика напряжения с внешним резистором с платформой «Айюми»

Рис. 2. Габаритный чертеж трансформатора тока ТП03С-хх/уу-00

Рис 2 — Габаритный чертеж трансформатора тока ТП03С-хх/уу-00

Рис. 3. Типовые схемы включения трансформатора с унифицированными аналоговыми выходами

Рис 3 — Типовые схемы включения трансформатора с унифицированными аналоговыми выходами

Расчет и подбор трансформаторов по индивидуальным требованиям

Оставьте свои контактные данные и мы свяжемся с вами для обсуждения того, что вы хотите рассчитать и подобрать

Оставить заявку

Информационная рассылка для наших клиентов