分流器主要用来测量直流大电流,是由锰铜合金制成的高精度定值电阻,阻值很小,这种电阻的温度系数也很小,对铜的热电势比康铜小,允许通过很大的直流电流;热电势对热电偶来说是有用信号,对分流器来说则是误差来源,是影响分流器精度的主要因素。
传统分流器是作为磁电式电流表的外附分流电阻用的,电流表有多种规格,但实际表头是标准的毫伏电压表,常使用标准化量程为75mV的毫伏表,即分流器有75mV的压降时,电流表将满偏转。磁电式表头如图一所示。为配合多种显示仪表,各种规格的分流器,在流过标称电流时,输出均为75mV,如300A/75mV、500A/75mV等,表盘刻度是按分流器额定电流(标称电流)划分的。目前0~75mV已成为多功能数显表和工业调节器(数字控制器)的标准模拟量输入信号之一,与0~10V、0~20mA、4~20mA模拟量具有相似的属性。
图一
用分流器测量电流,类似四线制电阻测量,原理相同,仅待测物理量不一样。分流器阻值固定不变,流过的电流正比于分流器压降,即满足U=IR ,通过电压降来反映电流的大小。
为消除引线电阻和接触电阻引起的误差,分流器多采用四端口结构,如图二所示,两端大螺栓为电流连接端子,内侧两个M4或M5小螺丝是电位端子,电位端之间的电阻即为分流器的标准电阻,电位端之间的电压即为取样电压,其正比于流过分流器的电流,当流过额定电流值时,电位端之间电压为75mV 。分流器电阻上可能有不止一个的缺口,这是生产厂为精确校准电阻而故意割掉的,并不是有缺陷的次品。厂家生产分流器时,会将电阻值设计的偏小一点,在用高精度电阻测量仪进行校准时,割一些小缺口,逐步增加电阻,直至逼近标准值。
图二
0~75mV的取样电压是直流电压,是有极性的,电流流入分流器的那端为正电位端子,连接仪表正信号输入端;电流流出分流器的那端为负电位端子,连接仪表模拟地或负信号输入端。如图三、图四所示。
图三
分流器与磁电式指针电流表配合使用时,信号连接线应该是与电流表配套的一对定阻值导线;分流器取样电压如果作为数字仪表输入信号,则用普通导线即可,这是因为数字仪表输入阻抗很高,导线电阻可忽略不计。
毫伏级的信号,还是比较容易受到干扰的,分流器与仪表之间距离要尽量短。信号要进行长距离传输时,应先将0~75mV的信号线性变换为4~20mA信号,再传给能接受4~20mA模拟信号的仪表。如图四所示。
图四
也可采用霍尔电流传感器来测量电流,但分流器在耐久性和稳定性方面还是有独特优势的。
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