功率变送器工作原理

功率变送器主要由三相隔离采样电路、A/D转换器、单片机、DSP器件、D/A转换器、定标放大器和专用厚膜集成V/I转换器组成。

　三相交流输入信号经三相隔离采样电路后，形成三相电流、三相电压信号的共地跟踪电压信号，在单片机控制下由A/D转换器对其进行多点同步采样，采样得到的数据由DSP器件按电工原理计算出被测信号的三相有功功率(数字量)，再经D/A转换器把代表三相功率的数字信号转换为模拟量，由定标放大器放大、定标后，形成直流电压输出VZ;VZ输出经专用厚膜集成V/I变换器后形成0～20mA或4～20mA直流电流输出IZ。

　　本系列产品的关键是计算机软件和运行速度。为了保证功率测量的真实性，必须保证各路电压、电流信号同时被采样;为了保证功率测量的准确性，必须保证在一个正弦波时间间隔内采样点数足够多(一般来说采样点数应大于20)。采样点数多、数据量大，就对计算速度提出了高的要求，必须保证计算程序在一个正弦波周期内完成全部运算。

　　在计算机软件控制下，传感器可以直接输出测得的功率数据，

　　三相三线电路：P=UAB×IA×COSφ+UBC×IB×COSφ

　　三相四线电路：P=UA×IA×COSφ+UB×IB×COSφ+UC×IC×COSφ

　　这时输出信号是带方向的，比如WBP311P71 2.5V±2.5V直流电压输出的传感器。当功率输入为0时，传感器功率输出值为2.5V;当三相电流正向流动时，传感器功率输出值从2.5V基础上增加，输入达额定值时，功率输出值为5V;当三相电流反向流动时，功率输出值从2.5V基础上减少，输入达额定值时，功率输出值为0V。

　　在计算机软件控制下，传感器可以输出测得的功率数据的值，

　　三相三线电路：P=│UAB×IA×COSφ+UBC×IB×COSφ│

　　三相四线电路：P=│UA×IA×COSφ+UB×IB×COSφ+UC×IC×COSφ│

　　这时输出信号是不带方向的，比如WBP312P71 0～5V直流电压输出的传感器。当功率输入为0时，传感器功率输出值为0V;当三相电流同时改变方向时，传感器的功率输出值保持不变。

　　厚膜集成V/I转换器是我公司配套开发的专用器件，它把直流电压信号变换为0～20mA直流电流输出。配加高稳定的偏置电路后，可以形成4mA～20mA输出。

　　传感器的安装与接口

　　本系列产品均采用便于现场使用的端子接线、卡装方式(P型结构)。三相电流均采用穿心输入方式，三相电压均采用接线输入方式。当被测电流大于5A时，采用外置互感器配合测量。

　　产品特点

　　1. 体积小、重量轻、高、功耗低，线性范围宽;

　　2. 采用DSP技术和计算软件，高速处理采样数据，保证输出数据的实时性。

　　3. 自带看门狗，抗干扰能力强。

　　4. 电压输入电路、电流输入电路与输出电路3方隔离，输出信号可以共地。

　　5. 输出形式多样，满足各种使用要求;

　　6. 既有用于单相电路的产品，也有用于3相电路的产品;

　　7. 温度范围宽，提供商业级、工业级产品，部分型号提供军用级产品;

　　8. 结构形式多样，端子接线方式，DIN卡式安装，现场使用方便

一、性能指标

* 执行标准：GB/T 13850-1998，IEC688：1992

* 输入范围：0~500V(0~5A)内可选

* 等级：≤0.2%.F.S

* 温度特性：≤100PPM/℃(0~50℃)

* 整机功耗：≤5.0VA

* 工作稳定性：年变化＜0.2%

* 隔离耐压：输入/输出/外壳间 AC2.0KV/min*1mA

* 绝缘电阻：≥20MΩ(DC500V)

* 冲击电压：5KV(峰值)，1.2/50uS

* 响应时间：≤300mS

* 过载能力：2倍电压、电流连续

* 工作环境：-10℃~50℃，20%~90%无凝露

* 贮存环境：-40℃~70℃，20%~95%无凝露

二、型号说明

三、接线示意图

四、外形结构

五、注意事项

* 注意产品标签上的辅助电源信息，变送器的辅助电源等级和极性不可接错，否则将损坏变送器；

* 变送器为一体化结构，不可拆卸，同时应避免碰撞和跌落；

* 变送器在有强磁干扰的环境中使用时，请注意输入线的屏蔽，输出信号应尽可能短。集中安装时，小安装间隔不应小于10mm；

* 本系列变送器内部未设置防雷击电路，当变送器输入、输出馈线暴露于室外恶劣气候环境之中时，应注意采取防雷措施；

* 本产品采用阻燃ABS塑料外壳封装，外壳极限耐受温度为＋85℃，收到高温烘烤时会发生变形，影响产品性能。产品请勿在热源附近使用或保存，请勿把产品放进高温箱内烘烤；

* 请勿损坏或者修改产品的标签、标志，请勿拆卸或改装变送器，否则本公司将不再对该产品提供"三包"（包换、包退、包修）服务。