LSOC-1-C單軸傳感器的概念原理

大家好，我是【廣州工控傳感★科技】LSOC-1-C傳感器事業(yè)部，張工。

LSOC-1-C單軸傾角傳感器基于磁平衡原理（閉環(huán)）和直接測(cè)量型（開(kāi)環(huán)）兩種基本原理，開(kāi)環(huán)電流傳感器的原理：初級(jí)電流IP產(chǎn)生的磁通量通過(guò)優(yōu)質(zhì)磁芯聚集在磁路中，LSOC-1-C傾角傳感器固定在很小的氣隙中， 并且線性檢測(cè)磁通量。LSOC-1-C傳感器輸出的電壓經(jīng)過(guò)特殊電路處理后，二次側(cè)輸出跟隨與一次側(cè)波形相同的輸出電壓。這個(gè)電壓可以準(zhǔn)確地反映原邊電流的變化。

LSOC-1-C

LSOC-1-A傾角傳感器可以測(cè)量各種類(lèi)型的電流，從直流電到幾十千赫的交流電，工作原理主要基于LSOC-1-A效應(yīng)，當(dāng)原邊線通過(guò)電流傳感器時(shí)，①原邊電流IP會(huì)產(chǎn)生磁力線，②原邊磁力線集中在磁芯周?chē)?，③LSOC-1-A電極內(nèi)置于磁芯的氣隙中。磁芯可以產(chǎn)生磁場(chǎng)線，形成一個(gè)比例大小只有幾毫伏的電壓，④電子電路可以把這個(gè)微小的信號(hào)轉(zhuǎn)換成次級(jí)電流IS，⑤和有如下關(guān)系：

(1) 其中，IS——二次側(cè)電流；
IP——初級(jí)電流；

NP——初級(jí)線圈的匝數(shù)；

NS——次級(jí)線圈的匝數(shù)；

NP/NS——匝數(shù)比，一般取NP=1。

LSOC-1-C傾角傳感器的輸出信號(hào)是次級(jí)電流IS，它與輸入信號(hào)（初級(jí)電流IP）成正比。IS一般很小，只有100~400mA。 如果當(dāng)輸出電流通過(guò)測(cè)量電阻RM時(shí)，可以得到與初級(jí)電流成正比的幾伏的輸出電壓信號(hào)。

LSOC-1-C

特征參數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)額定 IPN和額定輸出電流ISN
IPN是指電流傳感器可以測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)額定值，以有效值（A.r.m.s）表示，IPN的大小與傳感器產(chǎn)品的型號(hào)有關(guān)。
ISN是指電流傳感器的額定輸出電流，一般為100~400mA，部分型號(hào)可能不同。
LSOC-3-C傳感器電源電壓 VA

LSOC-3-C傳感器的供電電壓，必須在傳感器規(guī)定的范圍內(nèi)。 超出此范圍，傳感器將無(wú)法正常工作或可靠性降低。此外，LSOC-3-C傳感器的電源電壓VA分為正電源電壓VA和負(fù)電源電壓VA-。
測(cè)量范圍 Ipmax
測(cè)量范圍是指LSOC-3-A傳感器所能測(cè)量的最大電流值，測(cè)量范圍一般高于標(biāo)準(zhǔn)額定值IPN。 可以使用以下公式計(jì)算測(cè)量范圍：
(2)注意單相電源LSOC-3-A傳感器，其電源電壓VAmin是兩相電源電壓VAmin的兩倍，因此其測(cè)量范圍高于兩相電源傳感器。
過(guò)載

有關(guān)LSOC-1-C傳感器的過(guò)載能力，請(qǐng)參見(jiàn)圖。當(dāng)發(fā)生電流過(guò)載時(shí)，在測(cè)量范圍之外，初級(jí)電流仍會(huì)增加，并且過(guò)載電流的持續(xù)時(shí)間可能很短，過(guò)載值可能會(huì)超過(guò)LSOC-1-C傳感器的允許值。一般過(guò)載電流值傳感器是不能測(cè)量的，但實(shí)際上是不能測(cè)量的傳感器損壞。

LSOC-3-A

精度

LSOC-1-A傳感器的精度取決于標(biāo)準(zhǔn)電流額定值IPN。在25°C時(shí)，傳感器測(cè)量精度受初級(jí)電流影響的曲線如圖所示，精度可以使用以下公式計(jì)算：

(3) 其中，K=NS/NP。

計(jì)算精度時(shí)必須考慮失調(diào)電流、線性度和溫度漂移的影響。

偏移電流 ISO

偏移電流也稱為剩余電流或剩余電流，主要是由于電子電路中的霍爾元件或運(yùn)算放大器的工作狀態(tài)不穩(wěn)定造成的。電流傳感器在生產(chǎn)時(shí)，25°C，IP=0，偏置電流已經(jīng)調(diào)整到最小，但是當(dāng)傳感器離開(kāi)生產(chǎn)線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的偏置電流。產(chǎn)品技術(shù)文檔中提到的精度考慮了增加的偏移電流的影響。

線性度

線性度決定了傳感器輸出信號(hào)（次級(jí)電流 IS）與測(cè)量范圍內(nèi)的輸入信號(hào)（初級(jí)電流 IP）成比例的程度。ABB 的電流傳感器線性度優(yōu)于0.1%。

溫度漂移

偏移電流ISO在25°C時(shí)計(jì)算。當(dāng)霍爾電極周?chē)沫h(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，ISO也會(huì)發(fā)生變化。因此，重要的是要考慮偏移電流ISO的最大變化，其計(jì)算公式為：

其中CV（Catalogue value）是指電流傳感器性能表中的溫漂值，例如：對(duì)于CS2000BR，CV為0.5×10-4/℃，最高溫度Tmax為-40℃，額定輸出電流為400mA，則偏置電流的最大變化為Ma