传感器
表和水表丈量流经管道的流体体积,它们常日采取称为 “旋转活塞式容积计量事理”的机器方法,利用这种方法,流经仪表的气体或水推动圆形活塞 (或称阻流板)环绕计量室旋转 (非精确圆周运动),每旋转一周代表一定的流量。计量室迁徙改变带动

转轴旋转,旋转位移可由机器表盘计量,或转换为电子脉冲,由电子掌握器计量。

图 3-1 给出了范例水表的机器布局。
热表传感器
热表直接安装在管道系统中,可以直接对热量进行物理丈量。通过热介质供返温度差和流速打算花费的热量,以 BTU 或 kWh 表示。系统须要两种传感器:能指示温度细微差别的一对温度传感器,和能丈量管道内水流的流速传感器。由于电阻温度检测器 (RTD)易匹配并且精度高,它们常日用在温度传感器对中,丈量精度可达 0.1 度。
电表传感器
大多数电表丈量电流 (安培)和电压 (伏特),打算两者的乘积得出功率 (瓦特)。功率对韶光求积分便是所利用的电能 (常日用瓦特时或焦耳表示)。常日有两种丈量电线中电流的方法。第一种方法利用分流电阻直接丈量电流;第二种方法利用隔离变压器间接丈量次级绕组的电流。直接连接和变压器
仿照电路前端设计中须要决定是选择直接丈量电流或电压,还是通过变压器丈量。低本钱仪表会利用直接连接进行丈量的方法,它以捐躯性能为代价而降落了本钱。直接连接式电表与传输线路直接相连,一样平常是在电流输入通道上安装电流检测分流电阻和 /
或在电压输入通道上安装电阻分压器。
图 3-2 给出了在电流和电压输入通道上直接连接电表的方案。此类电表具有一个热地,所有互换旗子暗记都因此热地为基准丈量的。MCP3905 器件许可输入低于热地 1V 的负电压旗子暗记。
图 3-2:直接连接电表方案
电流检测分流器是一小片带有许多安装孔和接线真个金属,一样平常由锰和铜制成。它实在是一个大略的电阻,其两端的压降与流过的电流成正比。分流电阻阻值常日为 100µΩ 到 500 mΩ,因受到自身发热的限定,无法用在电流很大 (IMAX > 100A)的电表
设计中。对付功率花费常日在 2W 旁边的单相民用电表来说,如果利用电流检测分流器,则哀求电阻系数必须极低,以知足功耗哀求。例如,利用最大电流为 80A 的电表, 250 µΩ的电阻花费的功率为 I2 R,即 802 250e-6 = 1.6W。只剩下 400 mW 供电表的其他耗电部件 (单片机和 LCD 等)利用。同电流互感器 (Current Transformer, CT)比较,分流器用在电表设计中所带来的功率花费就太大了。虽然低阻值分流器 (< 250 µΩ)功率花费较低,但由其供给 ADC的 VRMS 旗子暗记在利用低分辨率的 ADC 时却很难丈量,此外还需特殊补偿或校准感抗和阻抗。
设计电表时还可以选择电流互感器 (CT)进行电流检测。电流互感器通过电流转换,将低级线圈与次级线圈隔离。与分流器比较, CT 能承受更大电流,而且其花费的功率更低。当电流很低且功率因数很高时, CT 的非线性相位相应会引起功率或电能丈量偏差。
下一篇文章连续讲解其它功能部件。
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