什么是電壓信號傳感器？它有什么作用？
時間：2022/10/10 15:05:08 關鍵詞：電壓,電壓轉換器,信號,電路,直流電壓,電感,電信號,測量,傳感器,電阻
電壓信號傳感器利用電壓變化的規律來測量電壓。根據電壓變化的特性，它被用來測量電壓信號中各部分之間的電流、電壓和波形，并將這些信號轉換成電信號發送給信號處理。電信號傳感器主要有以下幾種：電壓電流傳感器、電壓轉換器、電壓電流互感器、電壓轉換器（或稱電壓電阻器）、電壓電流互感器等。對于電流傳感器來說，它還可以用來測量交流電流或直流電壓，即電壓信號；而對于電壓信號傳感器來說還可以用來測量交流電壓或直流電壓，即交流電壓信號。不同類型的電壓信號傳感器各有優缺點，但通常將兩者綜合起來使用有利于降低成本并提高可靠性以滿足特殊應用場合如移動設備中等設計要求。
一、電流傳感器
電流傳感器通常用來測量從輸入到輸出的直流電流和交流電流，用來測量直流電壓、直流電流和交流電壓。它的原理是通過將電極電位轉換成電信號的方式，然后將輸出的信號轉換成由數字邏輯控制電路發出的數字信號（數字電路由計算機控制）。為了克服數字信號處理電路的固有缺陷（如噪聲),使用集成電路的電感在信號的產生階段將它們轉變成電信號并通過電容器轉化成電信號傳給信號處理電路，然后信號處理電路再將信號傳回計算機。其中，電感越小，電感耦合元件越多，噪聲越小。但是不能將電感直接安裝在導線上（如導線上裝有電阻),而是應該將電感串聯在不同的傳感器中。此外，電感串聯后電路不能承受高頻噪聲，所以電阻必須與電路一起選擇和封裝，而且電感也必須盡量少的接在導線上才能獲得良好的性能。
二、電壓轉換器
電壓轉換器是將一個電路中的直流電壓轉換為相應的電壓信號的裝置。電壓轉換器可以分為直接電壓轉換器和間接電壓轉換器。直接電壓轉換器的基本工作原理是：先將電路兩端負載按一定的形式變換為電壓電路所需的各種電平，然后再由電平轉換成相應電壓。這種變換過程主要是利用電壓檢測器件中的電阻特性來實現的。直接電壓轉換器的輸出電壓和輸入電平之間有一個差分電阻式連接電路（見圖1),這種轉換器通過一個低通濾波器來消除輸出信號的直流電場。其中電壓電流互感器為測量直流電壓提供電源；電阻式連接電路將電阻轉換成電壓信號后，由放大器吸收并由放大器將信號放大后經 RC濾波器來消除輸出電平；電容式連接電路將電壓變換成各參量所需的頻率；直接電壓轉換器輸出波形為被測電壓波形，經 RC濾波器消除輸出信號中的直流電場。.....
三、電壓電流互感器
目前常用的一種電信號放大器有三種類型：電壓電流并感器、電流互感器。電壓電流并感器一般采用多顆電容來消除諧波，因此具有良好的抗電壓跌落能力，可承受高壓或中壓。電流互感器則具有較高的精度和較好的可靠性。通常可選用低阻小功率元件，也可以選用高性能的高頻器件。電流互感器的工作原理是：將電壓與電流的二極管組合起來，利用電感中金屬感應電流而實現二次電壓測量，然后用電容產生一個二極管來檢測電壓。
四、電壓電流互感器內部結構
電壓電流互感器由二次回路和一次回路組成。一次回路中，一次側的電流經一次繞組電流測量模塊后進入二次回路，并與 A/D (或 A/F)信號進行采樣。一次回路中, C相繞組電流經一次繞組繞組的電流測量模塊后進入 C、 D二次回路，將傳感器的二次諧波電流轉換成直流電壓。二次回路中的電流和回路上的二次參數通過 RL變換器轉換為數字信號，輸出到輸入端(A或 D)。與此相比, I相繞組的諧波噪聲較小，有利于節省電能。其工作原理是將開關1 (或 A)信號經開關2~3、3~4、4~5構成反饋回路送入電壓控制測量儀表中去實施自動變送器設備自動電壓測量與補償等工作。
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