谈谈高精度传感器使用注意事项

panxz1986

普乐锐思传感器，具备精度高、温度稳定性好等一系列显著优点。它使用了先进新型磁调制零磁通技术，工作原理不同于传统霍尔传感器，具备新特性，使用中需注意的事项如下。随着市场竞争的加剧，传感器产业并购整合不断增多，国外大型传感器企业已经通过并购形成了各自的技术优势，把[url=http:///www.microsensor.cn/products-155]差压传感器[/url]的技术体验提升了一个档次，国内传感器企业的并购重组、做大做强也已开始，如歌尔声学、航天电子、东风科技等企业不断通过并购增强竞争力。[align=center]

                               
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一、量程和最大测量能力、功耗、供电电压


传感器的量程指的是额定测量，具体值见对应型号的说明书。在负载电阻取值、供电电压符合要求的情况下，传感器在任何正常工作温度等条件下，均可具备满量程的测量能力。过载能力指的是传感器在限定时间范围内，可达到的测量能力。传感器的最大测量能力，指的是理想情况下，能够达到的绝对最大能力。最大测量能力可能受限于内部功率管的容量，际上只能短时间采用。极短时间的脉冲测量，不受最大测量能力的限制。


传感器的最大测量能力如下公式一所示


公式一





其中，IP为最大原边可测直流或交流的峰值，KN为原边-副边变比，V为电源供电电压，V0为内部预留的电压，一般取V。


RL为负载电阻，R为内部线圈的内阻。


由公式1可以看出，在KN固定的情况下，最大可测与电源电压V正相关，与电阻RL、R负相关。


线圈内阻R受温度的影响入下公式所示：





公式二R=R0[1+(T-25)α]


其中，R0为线圈在25℃下的内阻，T为线圈温度，α为铜的温度系数，α=0。004


随着温度上升，线圈内阻会增大，导致最大测量能力下降。


传感器工作时消耗的为：


公式IS=ISO+IPKN


其中，ISO为原边IP=0时，传感器消耗的。


传感电路的总功耗包括传感器和负载电阻的功耗


公式4P=VIS


传感器内的功耗，主要是内部线圈和功率管的消耗，其中功率管的消耗会产生热量，导致温升，极端情况下可能会引起功率管过热，导致寿命下降甚至过热损坏。


为避免能量浪费、效率下降和加重功率管负担，应尽可能取满足最大测量能力的最低电源电压，尤其是传感器工作于高温环境下。说明书内的电源电压给出的值可满足给定量程，如果最大测量值明显低于量程，供电电压可适当降低，如15V供电的传感器，最低工作电压为10V，建议取12V以上。18~24V供电的传感器，最低工作电压为18V，请勿进一步下降。


如果需要增大传感器的测量能力，电源电压可小幅上升，如15V供电的传感器可提升为最高18V，但此时需注意，功率管上的功耗需严格控制。


二、过量程保护和自恢复功能


磁调制式传感器不同于传统的霍尔传感器，后者在超过最大测量能力的情况下，可达到并保持在磁饱和状态，即停留在最大输出位置。而磁调制式传感器只能工作于零磁通状态，在超过最大测量能力的情况下，即处于非零磁通状态时，并不能停在最大输出位置。此时触发内部自恢复功能使得输出进入扫描状态，输出与输入完全关。此时，V指示灯熄灭。原边一旦恢复到量程内，自恢复功能会使传感器马上会进入正常工作状态一般时间为百毫秒量级。





避免上述情况出现，可通过负载电阻RL与两个反串的齐纳二极管或双向TVS管并联，当RL上的电压达到二极管的反向导通电压后，二极管导通分流，相当于一个可变电阻，此时，传感器的输出电压可停留在最大输出电压的位置。


上述做法是有限度的，即RL并联二极管的总阻值不可能低至0，超过公式1决定的最大测量能力，内部仍然会进入扫描状态。请尽量避免此状态出现，如果不能避免，此状态下应中断测量。


除超过量程外，正负供电电源上电不同步、单路电源掉电等因素均可能触发自恢复功能。


、精度考虑





传感器的输出精度，与负载电阻RL有关系，尤其是测量交流情况下。一般来说，RL值越小，测量精度越高。一般应使RL上的电压不超过V。


母线请尽可能位于测量孔径中心位置，利于精度提升，虽然偏离中心造成的精度下降远远低于霍尔传感器，但仍有一定程度下降。


传感器的输出精度会受到温度的影响，但对磁调制式传感器来说，温度的影响很小，说明书标注的精度为全温区精度。


四、频率特性





该类传感器在2KH以内，可获得很高精度的测量结果。随着频率继续提升，精度下降的速度加，同时，最大测量能力也会随之下降。如果测量高频交流，需注意传感器量程的频率降额特性。


磁调制传感器在调制频率处，会有一定的纹波，一般在2~20A左右，对小输入信号的测量精度会产生一定的影响。