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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Messungen des Fehlers von Strom- und Spannungssensoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik Es ist schwierig, den Fehler von Stromsensoren (weniger als 1 %) und noch mehr die Nichtlinearität von 0,1 % mit der üblichen Methode durch Messung der Eingangs- und Ausgangssignale mit Standardmessgeräten zu messen. Um den Fehler zu messen, ist es notwendig, die Eingangs- und Ausgangssignale mit einem Fehler von weniger als 0,1 % zu messen und die Nichtlinearität mit weniger als 0,01 % zu messen. Es wird eine Methode vorgeschlagen, um den Fehler direkt zu messen, ohne die Eingangs- und Ausgangssignale zu messen (durch Vergleich der normalisierten Eingangs- und Ausgangssignale). Betrachten Sie die Messung des Fehlers am Beispiel eines 1000 A Stromsensors mit Stromausgang (LT 1000-SJ / SP58 Genauigkeitsklasse 0,2). Sensortransformationsverhältnis K=1/5000, d.h. Bei einem Eingangsstrom von 1000 A beträgt der Ausgangsstrom 0,2 A. Wir wickeln eine Wicklung mit 500 Windungen auf den Sensor durch das Loch für den Bus (Abb. 1, wobei 1 die Wicklung ist, 2 das Loch für den Bus, 3 der Stromsensor, 4 die Stromquelle, 5 das Sch300-Voltmeter, R1 ein 10-Ohm-Rheostat, R2 die elektrische Widerstandsspule P321 1 Ohm ± 0,01 % ist , R3 ist der elektrische Widerstand der Spule P321 – 0,1 Ohm ± 0,01 %, was einem verseilten Bus entspricht.
Lassen Sie uns mit Quelle 4 einen Strom von 2 A durch die Wicklung leiten (Gesamtstrom 1000 A). Der Eingangsstrom wird durch den Spannungsabfall (200 mV) an der Messspule mit elektrischem Widerstand P321 - 0,1 Ohm ± 0,01 % (R3) gesteuert. Der Ausgangsstrom wird durch den Spannungsabfall (200 mV) an der Messspule des elektrischen Widerstands P321 - 1 Ohm ± 0,01 % (R2) gesteuert. Der absolute Fehler des Sensors, gleich der Differenz zwischen den Spannungsabfällen an den Präzisionswiderständen R2 und R3, wird mit einem Voltmeter 5 gemessen. Der Messfehler hängt praktisch nicht vom Fehler der Eingangsstromeinstellung und dem Fehler des Voltmeters 5 ab, der Fehler des Voltmeters und der Eingangsstromeinstellung beträgt 10 %. Der Messfehler wird durch die Präzisionswiderstände R2 und R3 bestimmt und beträgt 0,02 %. Das Produkt aus dem Sensorübersetzungsverhältnis (K) und der Windungszahl (W) muss ein Vielfaches von 10 sein, weil Elektrische Widerstandsspulen werden mit den Nennwerten 1⋅10n hergestellt (wobei n = ±1, ±2, ±3 usw.). Es empfiehlt sich, die Wicklung mit einem 50-adrigen Kabel durchzuführen (Abb. 2, wobei X1 eine GRPM61-Buchse ist; X2 ein GRPM61-Stecker; X3,
Das Fehlermessschema für diesen Fall ist in Abb. 3 dargestellt, wobei 1 ein Kabel ist (siehe Abb. 2), 2 ein Loch für den Bus, 3 ein Stromsensor, 4 eine Stromquelle, 5 ein Shch300-Voltmeter, R1 ein 10-Ohm-Rheostat, R2 eine elektrische Widerstandsspule P321 – 1 Ohm ± 0,01 %, R3 eine elektrische Widerstandsspule P321 0,1 Ohm ± 0,01 % ist. . Um den Einfluss des Magnetfeldes der Rückleitung auszuschließen, kann der Sensor mit einer magnetischen Abschirmung versehen werden, die jedoch, wie Messungen gezeigt haben, vernachlässigt werden kann. Der einzige Nachteil der Methode ist der Mangel an Technologie.
Abbildung 4 zeigt ein Diagramm zur Messung des Fehlers ohne Kabel, wobei 1 ein Bus, 2 ein Busloch, 3 ein Sensor, 4 eine Stromquelle, 5 ein Shch300-Voltmeter, R1 ein 1000-A-Shunt und R2 ein 0,2-A-Shunt ist. Anstelle einer Widerstandsspule werden Shunts verwendet. Der Messfehler wird durch den Fehler der Shunts R1, R2 bestimmt und hängt nicht vom Fehler des Messgeräts und dem Fehler bei der Einstellung des Eingangsstroms ab.
Abbildung 5 zeigt die Fehlermessschaltung für Sensoren mit einem Potentialausgang (Ausgangsspannung 10 V bei einem Eingangsstrom von 1000 A), wobei 1 ein Bus, 2 ein Busloch, 3 ein Sensor, 4 eine Stromquelle, 5 ein Sch300-Voltmeter, R1 ein 1000-A-Shunt, R2 eine R33-Widerstandsbox (13233 Ohm) und R3 eine P321-Widerstandsmessspule mit 100 Ohm ist s±0,01 %. Die Spannung am Shunt R1 wird mit der Spannung an der Widerstandsspule R3 verglichen, die mit der Widerstandsbox P33 (R2) einen Ausgangsspannungsteiler bildet. Der Messfehler wird durch den Fehler des Shunts R1 und der Widerstandsbox R2 bestimmt. Der Widerstandsspulenfehler von 0,01 % kann vernachlässigt werden.
Bei den meisten Sensoren, einschließlich LT 1000-SJ/SP58 der Genauigkeitsklasse 0,2, beträgt die Verzögerung des Ausgangssignals nicht mehr als 1 µs; Messungen mit der vorgeschlagenen Methode können bei Gleich- und Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz durchgeführt werden. Autor: A. Aldokhin
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