隔离电压传感器(隔离电压传感器工作原理)

海潮机械 2022-12-21 08:45 编辑:admin 241阅读

1. 隔离电压传感器工作原理

安全式隔离栅应用在本安防爆系统的设计中,它是安装于安全场所并含有本安电路和非本安电路的装置,电路中通过限流和限压电路限制了送往现场本安回路的能量,从而防止非本安电路的危险能量串入本安电路,是本安系统的重要组成部分。

功能上直接表现为接收来自危险区的信号,输出安全信号到安全区或危险区。

原始信号由现场的传感器、变送器(采集过程)进入隔离栅,再由隔离栅(转变过程)将安全信号传给盘装表(或控制系统)。

PS:模块电路将通过本安能量限制电路输入的电流或电压信号转变为0.2-1VDC后,送入模块内进行采集、放大、运算和进行抗干扰处理后,再经变压器调制成输出隔离的电流和电压信号,供后面的二次仪表或其它仪表使用。

2. 电流信号隔离器工作原理

4-20mA电流是国际通用的标准直流电流信号。在实际工作中对其测量方式有:

按常规的电路电流测量方法,断开信号回路,将电流表串联在信号回路中测量;从信号发生仪表的输出测量端或插孔测量。注意此时必须使用小内阻的电流表,否则会影响测量结果;

接线:DC24V+>>>电阻>>>红笔棒(万用表电流档)。/黑笔棒>>>变送器+。/变送器->>>>DC24V-。电源上电后就可以测量差压变送器4-20mA的信号了

3. 电量隔离传感器

当电量传感器输出信息满足某种标准要求时,也称电量变送器。随着科学技术的不断发展,工业控制或检测(监测)系统对电量隔离传感器的要求也越来越高,特别是在产品的稳定性、检测精度和功能方面。

由于数字化产品不论其性能还是功能,如非线性校正和小信号处理方面,模拟产品是不可比拟的。因此,电量传感器的数字化是一种必然趋势

4. 电流隔离传感器

霍尔传感器的一般驱动电流能驱动30mA左右的电流,

由于电力电子器件的发展,变频调速、逆变、斩波等新技术的应用,电压、电流的波形已不再是标准的正弦波或直流。传统的互感器显然已不适于对该波形的测量。因此,很多国家都相继进行了非接触式电流电压传感器的研究开发,其中尤以霍尔电流电压传感器被视为该项技术的代表。

霍尔电流传感器,适用于交流、直流、脉冲等复杂信号的隔离转换,通过霍尔效应原理使变换后的信号能够直接被AD 、DSP、PLC、二次仪表等各种采集装置直接采集和接受,体积小,寿命长,安装方便,响应时间快,电流测量范围宽精度高,过载能力强,线性好,抗干扰能力强等优点

5. 压电传感器原理及应用

力传感器(force sensor) 将力的量值转换为相关电信号的器件。力是引起物质运动变化的直接原因。力传感器能检测张力、拉力、压力、重量、扭矩、内应力和应变等力学量。具体的器件有金属应变片、压力传感器等,在动力设备、工程机械、各类工作母机和工业自动化系统中,成为不可缺少的核心部件。

力传感器组成

力传感器主要由三个部分组成:

1---力敏元件(即弹性体,常见的材料有铝合金,合金钢和不锈钢)。

2---转换元件(最为常见的是电阻应变片)。

3---电路部分(一般有漆包线,pcb板等)。

力传感器分类

力能够产生多种物理效应,可采用多种不同的原理和工艺,针对不同的需要设计制造力传感器。力传感器主要有:

(1)被测力使弹性体(如弹簧、梁、波纹管、膜片等)产生相应的位移,通过位移的测量获得力的信号。

(2)弹性构件和应变片共同构成传感器,应变片牢固粘贴在构件表面上。弹性构件受力时产生形变,使应变片电阻值变化(发生应变时,应变片几何形状和电阻率发生改变,导致电阻值变化),通过电阻测量获得力的信号。应变片可由金属箔制成,也可由半导体材料制成。

(3)利用压电效应测力。通过压电晶体把力直接转换为置于晶体两面电极上的电位差。

(4)力引起机械谐振系统固有频率变化,通过频率测量获取力的相关信息。

(5)通过电磁力与待测力的平衡,由平衡时相关电磁参数获得力的信息。

如何提高力传感器精度——补偿

温度将会使4个应变片的应变信号(电阻)在相同方向和程度变化。

因为两个正向应变和两个负向应变被列入等式,因此温度将不会产生输出信号。

剩下微小的残余误差可以通过连接到惠斯通电桥上特殊的镍金属来进行修正。

另外,应变片需要进行温度对灵敏度的补偿 (TCS)。等温度变化时,材料的 E 模量 将会降低,导致产生应变。另外,应变片的灵敏度依赖于温度。在高温状况下电阻的补偿将产生更大的压降。这将降低惠斯通电桥的输出信号。

在负载状态下,线性误差 也将产生变化。这可以通过对弹性体材料和结构的优化以及选择精确的测量点来完成。

图中列出了补偿方法的总结。除了以上描述的 TKzero 和 TCS,也可以通过调整对线性和灵敏度进行补偿。

力传感器在汽车安全性能试验中的应用

说起多轴测力传感器,知道的人并不多。不过,很多人都在电视里看到过汽车碰撞实验,通过碰撞模拟人传感器的输出信号来评判汽车的安全性能。可以这么说,没有了多轴测力传感器,碰撞模拟人仅能充当橱窗里的模特,而不能真正发挥作用。

汽车安全碰撞试验的模拟人身上会装有测力传感器。

汽车安全性能实验中的测力传感器

在汽车安全实验室里,通常汽车厂家会进行安全性能的实验,让模拟人坐在汽车里,有意地发生碰撞,之后检测模拟人各个部位的加速度、载荷和变形,从而评定出汽车的安全等级。

模拟人大多采用金属与塑料制作,不仅具有和真人一样的外形,还有复杂的脊柱、肋骨和合成肌肉。最重要的是,模拟人身体上遍布着各种各样的多轴测力传感器,为技术人员分析汽车在碰撞瞬间的各项技术数据。一般来说,多轴测力传感器就通过安装在汽车碰撞模拟人的颈部、手部、腿部等不同部位上。

颈部受一定程度的力就会断,大腿受猛烈撞击会骨折等。对测力传感器采集到的各种受力数据以及假人的‘伤情’进行分析,汽车厂家就能据此评定出安全性能等级。

带有测力传感器的机器人磨削系统

6. 传感器输入隔离电路

  隔离放大器用于防止数据采集器件遭受远程传感器出现的潜在破坏性电压的影响。这些放大器还用于在多通道应用中放大低电平信号。它们也可以消除由接地环路引起的测量误差。由于不需要附加的隔离电源,带有内部变压器的隔离放大器可以降低电路成本。   简介:   隔离放大器是一种特殊的测量放大电路,其输入、输出和电源电路之间没有直接电路耦合,即信号在传输过程中没有公共的接地端。输入电路和放大器输出之间有欧姆隔离的器件。   是在自动化控制系统中对电压电流、AC交流、4-20mA、0-5V、mV毫伏、PWM脉冲、Hz频率、Pt100热电阻、正弦波、方波、电位器、转速等各种信号进行变送、转换、隔离、放大、远传的集成电路,可与各种工业传感器配合使用,满足用户本地监视远程数据采集的需求。

7. 隔离电压传感器工作原理视频

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