蘇州(zhōu)迅鵬(péng)FP係列電(diàn)量(liáng)變送器是一種將(jiāng)被測(cè)電(diàn)量(liáng)(交(jiāo)流(liú)電(diàn)壓(yā)，電流(liú)，有功(gōng)功率(shuài)，無(wú)功(gōng)功(gōng)率(shuài)，有(yǒu)功(gōng)電(diàn)能，無(wú)功電能(néng)，頻(pín)率，相位，功率(shuài)因數，直(zhí)流電壓(yā)，電(diàn)流(liú)等)轉(zhuǎn)換成按(àn)綫性比例直流電(diàn)流(liú)或(huò)電壓輸出(chū)(電(diàn)能脈衝(chōng)輸(shū)出(chū))的測量儀表。它廣泛(fàn)應用(yòng)於(yú)電力，石(shí)油，煤(méi)炭，冶(yě)金，鐵道(dào)，市政等部門的電氣(qì)測(cè)量，自(zì)動(dòng)控製以(yǐ)及(jí)調度係統。

一(yī)，基(jī)本測量電路

電(diàn)量變(biàn)送(sòng)器(qì)的基(jī)本測量(liáng)電路一般由以(yǐ)下幾個部分組成：

1.信號輸入隔離(lí)

   由(yóu)於我(wǒ)們需(xū)要測量(liáng)的電量一(yī)般都(dū)為(wéi)高(gāo)電壓(57.7-380V)和大(dà)電流(1A-10A)，如果不(bù)對它們進行(háng)隔(gé)離和把幅度減小，將對人身(shēn)安|全和(hé)設備(bèi)造(zào)成(chéng)嚴重威脅，信號輸入隔離一般采(cǎi)用電壓互感器(PT)和電流互感器(CT)，對這(zhè)一部(bù)分(fēn)的基(jī)本要(yào)求(qiú)為：

a. 信號隔(gé)離的耐壓絕(jué)緣性能要(yào)好，耐壓應>2kV。

b. 綫性要好(hǎo)，由(yóu)於PT，CT都(dū)采(cǎi)用(yòng)鐵磁(cí)材(cái)料加工(gōng)而成(chéng)，它們的(dí)綫性不好，

  在以後的電路中是很難補償(cháng)的，因此，一定要(yào)選(xuǎn)用(yòng)好(hǎo)的材料和先(xiān)進(jìn)工藝

  製造(zào)的(dí)高綫性度(dù)PT，CT，才能保證變送(sòng)器(qì)測(cè)量(liáng)的(dí)綫性(xìng)度(dù)。

c. PT，CT的輸出(chū)負載(zǎi)要小，由於(yú)變送器(qì)使用(yòng)的(dí)PT，CT的鐵芯截麵受(shòu)體(tǐ)積(jī)

  限(xiàn)製都比較(jiào)小(xiǎo)，因(yīn)此(cǐ)隨(suí)著輸出負(fù)載(zǎi)的(dí)增大(dà)，其非綫(xiàn)性將急(jí)劇增(zēng)加，一(yī)般(bān)

  PT的(dí)輸出電(diàn)流應(yīng)<1mA，CT的(dí)輸出電流應(yīng)<10mA(一般為5mA左(zuǒ)右(yòu))，取樣(yàng)

  電(diàn)阻應(yīng)<200Ω。

2.電(diàn)量轉(zhuǎn)換電(diàn)路(lù)

這部分(fēn)是(shì)電量變送(sòng)器(qì)的(dí)核心，通過它把不同(tóng)的(dí)被(bèi)測電量(liáng)轉換成相(xiāng)應的輸出電量，相應(yīng)於不同的被測電(diàn)量(liáng)而采用(yòng)不同(tóng)的(dí)轉換(huàn)電(diàn)路(lù)。具(jù)體電(diàn)路(lù)將在後麵再(zài)詳細介紹。

3.輸(shū)出電路(lù)

這(zhè)部分(fēn)電路(lù)的(dí)作(zuò)用(yòng)是(shì)輸出(chū)變(biàn)送器需要(yào)輸出(chū)的電量，它(tā)的(dí)基(jī)本(běn)要(yào)求(qiú)：

a.具有一(yī)定(dìng)的(dí)帶負載能(néng)力；

b.恒定輸(shū)出。即在一定的(dí)負載(zǎi)範圍內，其(qí)輸出值不受(shòu)負載變(biàn)化的(dí)影響(xiǎng)，即(jí)

 在電壓輸出(chū)時，應為恒壓輸(shū)出(chū)，電流(liú)輸出時應(yīng)為(wéi)恒(héng)流(liú)輸出(chū)。

輸出(chū)的一般電路(lù)如(rú)下：

圖(tú)中(zhōng)N為運算(suàn)放大(dà)器，V為晶體(tǐ)三極(jí)管，擴(kuò)大運算放(fàng)大器的輸出(chū)電流。

有(yǒu)的變送器有可(kě)能(néng)該電路(lù)和(hé)電量(liáng)轉換電(diàn)路(lù)合並在一(yī)起(qǐ)。

二，交流(liú)電壓(yā)，電流(liú)變送(sòng)器

交(jiāo)流(liú)電(diàn)流，電(diàn)壓(yā)變(biàn)送(sòng)器除(chú)了輸(shū)入(rù)隔離部分有(yǒu)差(chà)別(bié)外(wài)，其(qí)他(tā)電(diàn)路基(jī)本一(yī)樣，輸(shū)入(rù)隔離部分(fēn)的電(diàn)路如下(xià)：

二(èr)者之間的(dí)差別為(wéi)電(diàn)壓變(biàn)送器(qì)采用PT，其(qí)二(èr)次輸出(chū)電(diàn)壓可(kě)直(zhí)接(jiē)輸入下級轉(zhuǎn)換電(diàn)路(lù)，而(ér)電流(liú)變送器是(shì)采用CT，其二次(cì)輸出電(diàn)流先(xiān)經R變換為(wéi)電壓後再(zài)輸入(rù)下(xià)級(jí)轉(zhuǎn)換(huàn)電路，其好處(chǔ)為隻(zhī)要(yào)選擇(zé)合適的(dí)二(èr)次電流(liú)值(zhí)和R，後麵的電(diàn)路可(kě)和(hé)電壓(yā)變送器(qì)一(yī)致。

電壓，電(diàn)流變(biàn)送(sòng)器的測(cè)量目(mù)前(qián)大都(dū)采用(yòng)平(píng)均(jūn)值轉(zhuǎn)換，其(qí)基本(běn)電路(lù)如下：

這實際上是一(yī)個精密(mì)全(quán)波(bō)整流電路(lù)，它的(dí)特(tè)點是(shì)綫(xiàn)路簡(jiǎn)單和(hé)綫(xiàn)性(xìng)度好，但缺(quē)點(diǎn)是波(bō)形(xíng)失(shī)真(zhēn)度(dù)對它的影響較大(dà)。這在某(mǒu)些波(bō)形(xíng)失(shī)真較大的(dí)電路中（如(rú)負載為(wéi)可(kě)控矽等），和(hé)采(cǎi)用(yòng)真有(yǒu)效值變換的測量儀器比對(duì)時(shí)，有(yǒu)可能產(chǎn)生一定的(dí)誤差(chà)，這在現場(cháng)在綫(xiàn)校驗這類(lèi)變送器(qì)時，如果(guǒ)標準(zhǔn)表是(shì)真有效值變換(huàn)的其誤差就有(yǒu)可能和實驗(yàn)室測試的(dí)結(jié)果不一致(zhì)，因此對(duì)該(gāi)類變(biàn)送(sòng)器(qì)的校(xiào)準，應在波(bō)形(xíng)失真度<0.2%的電(diàn)源(yuán)上(shàng)進行(háng)。

三，有功(gōng)功率(shuài)變(biàn)送(sòng)器(qì)

1.   單相(xiāng)有(yǒu)功功(gōng)率變送(sòng)器

這(zhè)類變(biàn)送(sòng)器(qì)雖然應用較(jiào)少(shǎo)，但是它是(shì)三(sān)相有功(gōng)/無(wú)功功率變(biàn)送器的基(jī)礎(chǔ)，因(yīn)此先介紹(shào)它的基本(běn)原理，它(tā)的(dí)基(jī)本電路(lù)如(rú)下(xià)：

   電(diàn)路(lù)中，PT，CT和電壓(yā)電流(liú)變送(sòng)器一樣，作為(wéi)輸(shū)入(rù)隔(gé)離(lí)，PT的二次電(diàn)壓和CT的(dí)二(èr)次電流經(jīng)變換成電壓(yā)後都(dū)輸(shū)入(rù)至乘法器，使(shǐ)乘法(fǎ)器(qì)輸(shū)出(chū)的直流電(diàn)壓

    Up=Uu×Uicosφ

式中：Up --- 乘(chéng)法器(qì)輸(shū)出電(diàn)壓

     Un --- PT二(èr)次(cì)電(diàn)壓(yā)

     Ui --- CT二次(cì)電(diàn)流經R變(biàn)換後(hòu)的電(diàn)壓

     φ--- Uu和Ui的夾角(jiǎo)

就達(dá)到(dào)了功率(shuài)變(biàn)換為直流(liú)電(diàn)壓的目(mù)的，目前，功率變送器中大都采用的是時分(fēn)割乘法(fǎ)器(qì)。這類乘法(fǎ)器的(dí)特點(diǎn)是：測(cè)量(liáng)頻(pín)率較(jiào)低(dī)(一般<1kHz)，但(dàn)是其綫(xiàn)性度相當好(hǎo)，可達到0.01%以上(shàng)，這(zhè)對(duì)於(yú)電(diàn)網(wǎng)電(diàn)量的(dí)測量(liáng)是(shì)相當合適的(dí)。實際(jì)上(shàng)，高(gāo)標準的功率，電能標(biāo)準器(qì)也(yě)大(dà)都采用(yòng)了(liǎo)這(zhè)類乘法器，電路(lù)中(zhōng)的(dí)相(xiāng)位補償電路就(jiù)是對變(biàn)送器(qì)功(gōng)率因數影(yǐng)響(xiǎng)的補(bǔ)償(cháng)，一般(bān)都用RC元件(jiàn)加在(zài)電(diàn)壓(yā)回路中。

2.   三相有功功(gōng)率變送(sòng)器

   三(sān)相有功(gōng)功率變送器又(yòu)可分為(wéi)三相(xiāng)三(sān)綫(三(sān)相(xiāng)二元(yuán)件(jiàn))和三(sān)相(xiāng)四(sì)綫(xiàn)(三相三元件)二類(lèi)。其測量(liáng)原理(lǐ)是相同(tóng)的(dí)，僅是其(qí)接(jiē)綫(xiàn)方(fāng)式不同。

三(sān)相有功(gōng)功率變送器實(shí)際上是把二(èr)個(gè)(二元件(jiàn))或三個(三元件(jiàn))單(dān)相(xiāng)功率(shuài)變(biàn)送器的輸出電壓相(xiāng)加，從(cóng)而(ér)得到(dào)三(sān)相功(gōng)率變(biàn)送器，其基(jī)本(běn)電(diàn)路(lù)如(rú)下：

四，無(wú)功功(gōng)率(shuài)變(biàn)送器

   無功功(gōng)率的(dí)測量，根據(jù)接綫方(fāng)式(shì)的(dí)不(bù)同(tóng)，一般(bān)可(kě)分(fēn)跨相法(fǎ)和90°移相(xiāng)法兩種(zhǒng)。

1.    跨相90°無功功率(shuài)測(cè)量

跨相(xiāng)90°無(wú)功功率的(dí)測量，其基(jī)本原理(lǐ)和有(yǒu)功功(gōng)率(shuài)測量相(xiāng)同，僅是(shì)改(gǎi)變(biàn)了電壓的(dí)輸入(rù)方式，電路如下：

   乘法(fǎ)器的輸出電壓

        Uout=kUbcIacosφ

   式中(zhōng)k為比例係數(shù)，可由電路(lù)設(shè)定。

因Ubc滯後於Ua 90°,因此(cǐ)公(gōng)式可變換為
    Uout=k√3 UaIacos(90°-φ)= k√3 UaIasinφ
即Up正(zhèng)比(bǐ)於(yú)A相的無功功(gōng)率，由(yóu)於(yú)跨(kuà)相法的輸入綫(xiàn)電壓幅值為相電(diàn)壓的√3 倍，因此在變送器內部(bù)可調整電路(lù)參數(shù)，使(shǐ)比例(lì)係(xì)數k’調整(zhěng)為有功(gōng)功率(shuài)測(cè)量係數(shù)k值的(dí)1/√3，則(zé)仍可保(bǎo)證原(yuán)有轉(zhuǎn)換比例係數(shù)不(bù)變(biàn)，如果用(yòng)有(yǒu)功(gōng)功率(shuài)變(biàn)送(sòng)器改變(biàn)外(wài)接綫(xiàn)的方法來測(cè)量(liáng)無功功率(shuài)，則必須引入(rù)相應的(dí)接綫係(xì)數(shù)，這在相應(yīng)的檢定規(guī)程(chéng)中已有(yǒu)規定。

2.移相(xiāng)90°無(wú)功(gōng)功率測(cè)量(liáng)

   移(yí)相90°無功功(gōng)率測(cè)量(liáng)又稱正(zhèng)弦法無功(gōng)功率測(cè)量，其基(jī)本(běn)電(diàn)路(lù)如下：

   乘(chéng)法器(qì)輸出(chū)電壓

        Uout=kUaIacos(90°-φ)= kUaIasinφ

90°移相(xiāng)電(diàn)路一般(bān)采用(yòng)RC元件，使(shǐ)移相電(diàn)路的輸出(chū)電壓滯(zhì)後於輸(shū)入電壓

90°。

3.二(èr)種功率測量(liáng)電路的比較(jiào)

   跨相(xiāng)90°無功(gōng)功(gōng)率測量，由於輸入的電(diàn)壓，電(diàn)流不為(wéi)同一(yī)相(xiāng)，因此(cǐ)，三(sān)相電(diàn)壓的不(bù)對(duì)稱(chēng)的(dí)影(yǐng)響量(liáng)較(jiào)大。

   移(yí)相90°無(wú)功功(gōng)率測量的(dí)電壓(yā)回(huí)路由(yóu)於采用了RC元(yuán)件(jiàn)，因此輸入(rù)頻(pín)率的影響(xiǎng)量(liáng)較大(dà)。

二種測量電(diàn)路的特點(diǎn)見下表

   目前(qián)，國(guó)內(nèi)的無功(gōng)功率測(cè)量(liáng)仍大部分(fēn)采用跨(kuà)相90°無(wú)功功率(shuài)變送器。由(yóu)於無功功率測量的特點(diǎn)，在(zài)校(xiào)準和檢(jiǎn)測時(shí)應(yīng)注意以下幾點，以免(miǎn)帶來(lái)較(jiào)大的附(fù)加(jiā)誤(wù)差：

a.被(bèi)測(cè)變送器(qì)和標準表應為(wéi)采用同一(yī)種測(cè)量方(fāng)式。

b.如(rú)確實保證被測變送器(qì)和標準表測(cè)量方(fāng)式一致，則應把測試電(diàn)源的(dí)三相對稱(chēng)度盡可能調(tiáo)至(zhì)對稱(chēng)。

五，電路結(jié)構

   蘇州迅鵬電量變(biàn)送(sòng)器(qì)的電(diàn)路(lù)結(jié)構一(yī)般可(kě)分為分立(lì)元件(一(yī)代(dài)，如早(zǎo)期的FS係(xì)列(liè)變送器)，小規模(mó)集成(chéng)電(diàn)路(二(èr)代，如(rú)改(gǎi)進後的(dí)FS係列變送(sòng)器(qì))，ASIC電路(第(dì)三(sān)代，如迅鵬FP，GP/YP係列變(biàn)送器)。其中分(fēn)立(lì)元(yuán)件的(dí)變送器(qì)由(yóu)於穩定性，可靠性(xìng)差已逐(zhú)步淘汰(tài)，目前(qián)大量使用的為(wéi)二代(dài)，第三代(dài)電路(lù)。由於ASIC電路(第(dì)三(sān)代(dài))優(yōu)勢更(gēng)甚，得(dé)到(dào)越來越(yuè)廣泛(fàn)的(dí)應用，在這裏作(zuò)一簡單介(jiè)紹。

ASIC是(shì)“特(tè)製集成(chéng)電(diàn)路”的(dí)英文縮寫(xiě)，它(tā)是(shì)八十年代末(mò)迅(xùn)速發展(zhǎn)起(qǐ)來的一項高技(jì)術產品(pǐn)。從設計(jì)思想(xiǎng)，研製手段(duàn)，直(zhí)到測(cè)試方法，使與傳(chuán)統(tǒng)的通用集成電(diàn)路有(yǒu)質(zhì)的區(qū)別，是(shì)將(jiāng)超(chāo)大規模(mó)集成電(diàn)路(VLSI)的(dí)工藝(yì)技(jì)術，計(jì)算(suàn)機輔助設計(CAD)，自(zì)動測試(shì)技術(ATE)三(sān)者(zhě)結合的豐碩成果。應(yīng)用在變(biàn)送器(qì)上(shàng)，即為(wéi)變(biàn)送器專用厚膜(mó)電路(lù)。ASIC電路(lù)的(dí)變(biàn)送器把(bǎ)變(biàn)送器(qì)的轉換電(diàn)路(lù)和輸出電(diàn)路(即(jí)大(dà)部分電子(zǐ)電路)全(quán)部(bù)集(jí)成到一(yī)塊定製(zhì)的芯片上(shàng)，大大(dà)減(jiǎn)少了元器(qì)件(jiàn)的數(shù)量，整(zhěng)個變(biàn)送器僅有(yǒu)CT，PT，電源(yuán)，大(dà)電容，ASIC芯(xīn)片等少數幾個器(qì)件，從(cóng)而可大(dà)大提(tí)高整個(gè)變送(sòng)器的可靠(kào)性(xìng)和長(cháng)期(qī)穩(wěn)定(dìng)性(xìng)。