1.1 電壓傳感器的的工作原理

　　ABB公司的電壓傳感器所依據的工作原理主要是霍爾效應。如圖1，當原邊導線經過電壓傳感器時，原邊電流IP會產生磁力線①，原邊磁力線集中在磁芯②周圍，內置在磁芯氣隙中的霍爾電極③可產生和原邊磁力線①成正比的大小僅幾毫伏的電壓，電子電路④可把這個微小的信號轉變成副邊電流IS⑤，副邊電流IS乘以副邊線圈匝數NS就等于原邊電流IP乘以原邊線圈匝數NP，即：

　　NP×IP=NS×IS 或者 IS = IP ×NP/NS

　　其中, NP/NS叫匝數比，而且一般有NP=1

　　電壓傳感器的輸出信號是副邊電流IS，在任何時候，它總與輸入信號（原邊電流IP）成正比，IS一般很小。如果輸出電流經過測量電阻RM，則可以得到一個與原邊電流成正比的大小為幾伏的輸出電壓信號。

　　比如，對EM010型的電壓傳感器，其IS一般只有50mA。通過測量副邊電流IS后可求出原邊電流IP，再通過UP=（RE+RP）IP（參見圖）使可求出所欲求的電壓。

 
圖1 電壓傳感器的工作原理

　　2.2 電壓傳感器的特性參數

　　ABB公司電壓傳感器的特性參數與電流傳感器的特性參數基本相同，用戶可以查看文獻[2]，本文主要將文獻[2]中未講到的特性參數補充如下：

　　(1) 溫度特性

　　溫度是傳感器的基本特性之一，ABB公司的電壓傳感器所說的溫度有工作溫度和貯存溫度兩個。其中工作溫度（或使用溫度）是指傳感器正常工作時的溫度，它的大小對電流額定值、可靠性 、最大測量范圍、測量精度等都有影響。ABB公司的傳感器，其所有特性都是在工作溫度范圍內給出的，當在工作溫度內使用時，所有特性都能保證。而貯存溫度則指傳感器必須保存在其所規定的溫度范圍內，超過了這個范圍，傳感器就不能正常使用。注意每種型號的傳感器，工作溫度和貯存溫度都可能不同，比如，VS型電壓傳感器的工作溫度是-40℃~+85℃之間，而貯存溫度為-50℃~+90℃。圖2給出的是電壓傳感器霍爾電壓與環境溫度的變化關系。

 
 
圖2 霍爾電極電壓與環境溫度的關系曲線

　　(2) 延遲特性

　　ABB公司的電壓傳感器，其延遲時間低于1us，所以測量值可以快速跟蹤原邊電壓的真實變化情況（見圖3）。

 
 
圖3 延遲時間曲線

　　(3) 頻率特性

　　ABB公司的傳感器有很好的頻率特性。圖4給出了ABB公司某種電壓傳感器的頻率響應曲線。從圖中可看出，在-1dB處，精度仍可達到10%。當原邊電壓在其工作頻率范圍內變化時，傳感器總是在它的最佳工作點工作。事實上，在此頻率前后，傳感器都能正確響應原邊電壓的變化。一般額定值較大的傳感器比額定值小的傳感器相比，傳感器的頻率響應范圍要窄。

 
圖4 電壓傳感器頻率響應曲線

　　3 電壓傳感器的安裝接法

　　ABB公司的電壓傳感器主要有三種型號：分別為VS50B-VS1500B、VS2000B-VS4200B，EM010型，參見圖5。

 
圖5 ABB公司三種電壓傳感器的外形結構

　　ABB公司的電壓傳感器（包括電流傳感器）的測量端一般有三個端，其接口通常有“Molex、JST、UL cable” 三種類型，最常見的是Molex型。

　　注意圖5中的電壓傳感器，除測量端外，它有兩個電極（HT+、HT-），限于篇幅，電壓傳感器的實際接線方法我們僅舉兩例。例如使用VS1000B型電壓傳感器，對電壓差為1000V，電壓和也為1000V的電壓，其接法可如圖6(a)所示，對于電壓差為1000V，而電壓和則為200V的電壓測量，其接法可如圖6(b)所示。

 
 
圖6 電壓傳感器的安裝接線

　　安裝時也要注意溫度對傳感器的影響，傳感器應盡量安裝在利于散熱的場合；如果環境只能用垂直安裝方式，則必須選擇產品型號末尾后有“V”字標志的傳感器，其它注意事項和各種型號的傳感器外型尺寸請電聯上海維特銳和ABB公司產品目錄。

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