幾種333mV接口信號的區別
問:設備常出現333mV接口,333mV信號有哪些?
答:333mV是標準電流互感器輸出接口,常出現在電表和工控產品的接口參數表中。傳統帶磁芯的CT和羅氏線圈都可以輸出333mV,但它們之間的區別非常大。CT輸出333mV是在其輸出端接入采樣電阻,將感應的電流信號轉換為電壓信號而得。羅氏線圈有三種方式輸出333mV:1.羅氏線圈直接感應輸出333mV;2.通過積分器之后輸出333mV;3.通過積分器先轉換出電流信號,再接采樣電阻得到333mV電壓信號。
問:這四種類型的333mV信號,如何選擇?
答:4種類型的333mV之間的區別見下表:
特性 | 傳統磁芯CT+采樣電阻 | 羅氏線圈直出 | 羅氏線圈+電壓輸出型積分器 | 羅氏線圈+電流輸出型積分器+采樣電阻 |
工作原理 | 電磁感應。基于鐵芯或磁芯。 | 電磁感應。但為空心線圈,沒有磁飽和問題 | 羅氏線圈信號基礎上加工 | 羅氏線圈信號基礎上加工 |
與被測電流關系 | 正比 | 微分關系,與被測電流大小和頻率成正比 | 正比 | 正比 |
相位關系 | 一致 | 相位差90° | 一致 | 一致 |
處理電路 | 不需要 | 必須經過積分處理,將線圈輸出的微分信號還原為與原始電流成正比的信號。可以是數字積分或者模擬積分。 | 不需要 | 不需要 |
額外供電 | 不需要 | 不需要 | 需要 | 需要 |
接口屬性 | 單端/差分 | 單端/差分 | 單端 | 單端/差分 |
關鍵優勢 | 1.可直接測量,使用簡單。 2.在工頻附近測量精度高,技術成熟。 3.中小電流成本低 | 1. 無磁飽和,可測量非常大的電流和復雜波形。 2. 帶寬極寬,可從幾Hz到數MHz,適合高頻和諧波測量。 3. 體積小、重量輕、柔性,安裝方便 | ||
主要局限 | 1.會飽和,過流或直流分量會導致測量失真,甚至損壞。 2.帶寬低、主要用于工頻及其較低次諧波。 3.體積大、重量重,特別是大電流互感器。 4.鐵芯有磁滯損耗。 | 1.必須依賴高性能積分器。 2.工藝復雜 3.測小電流準確度不高 4.導體在圈中的位置會導致誤差 | 帶積分器,彌補羅氏線圈的不足 | 帶積分器,彌補羅氏線圈的不足 |
詳細釋義:
一、傳統CT+采樣電阻
這種互感器通常是小電流互感器,通過精密的匝數比和電阻值設計,使得在額定一次電流下,這個電壓降恰好為 333mV(或其他標準值,如100mV, 1V)。這個信號忠實地復現了一次電流的波形和相位,可以直接送給電表、PLC、示波器或數據采集卡等。
關鍵點:它的333mV輸出代表的是電流的瞬時值。
二、羅氏線圈直出
羅氏線圈本身是一個均勻纏繞在非磁性骨架上的空心線圈。根據法拉第定律,其兩端感應的電動勢為:e(t) = M * di(t)/dt。其輸出是被測電流的微分,反應的是電流的變化量,并不能反應電流的真實情況。
關鍵點:未經積分的原始信號是一個與電流微分成正比的信號,反應的是電流的變化量,不是瞬時值。采集后端必須加入積分環節。
特別注意:有的電表內部有積分處理,會明確說明可以接羅氏線圈。
三、羅氏線圈+電壓型積分器
如上所說,羅氏線圈輸出信號之后,再經過積分,由積分器校準輸出333mV。該信號和CT輸出一樣,是電流的瞬時值。但通常是單端電壓信號,即其中一端接地,后端接口電路也必須有一端為接地,不然會因為共模電流產生漂移。因此,一般的差分接口型接口的設備,比如常規電表,必須要將負極接地。
關鍵點:輸出代表的是電流的瞬時值,但接口必須是單端輸入,即負極接地。積分器需要供電。
特別注意:傳統的電表都是差分輸入的,必須在內部把負極短接到地,才能接此信號。此外大部分采集系統都是單端接口,可以直接用。
四、羅氏線圈+電流型積分器+采樣電阻
這種方式模擬CT的工作模式,積分器經過積分和轉換,輸出和CT一樣的電流信號,然后接采樣電阻,得到333mV。它是電流的瞬時值。這種模式主要是用于電表,實現將羅氏線圈無縫對接傳統電表。但成本會比以上三種貴一些。
另外,積分器輸出的電流一般為40mA,可直接接入40mA輸入型電表。
關鍵點:輸出代表的是電流的瞬時值,和CT信號是一樣,可無縫對接到電表。積分器同樣需要供電。
特別注意:因為存在工模電流,供電回路需和系統同源。具體操作,請聯系我們。
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