电机自动实验系统设计

目 录摘 要 Abstract 第1章 概 述 1.1研制直流电动机自动测试系统的现实意义 1.2系统设计的基本要求 1.3电机测试标准 1.4系统设计构想 第2章 总体方案 2.1直流电机简介 2.1.1电磁式直流电机2.1.2永磁式直流电机2.1.3无刷直流电机 2.2他励直流电机的运行特性2.2.1概念 2.2.2运行特性各曲线的意义2.3系统的构成原理2.4 试验项目 2.4.1空载试验 2.4.2负载试验2.4.3温升试验 2.4.4他励直流电动机的固有转速调整率的测定 第3章 硬件设计3.1试验线路的设计 3.1.1线路方案的设计3.2 试验电源的设计 3.2.1全波桥式半控整流电路工作原理 3.2.2全波桥式半控整流电路相关参数 3.3 数据采集处理系统的设计 3.3.1 工控机 3.3.2 电量变送器 3.3.3 传感器3.3.4温度传感器3.3.5霍尔电流传感器3.3.6转矩转速传感器3.4 通信系统的设计 3.4.1概述3.4.2 RS-232的介绍3.4.3 RS-485的介绍第4章 软件设计4.1软件介绍 4.1.1概述4.1.2 Visual Basic 6.0简介4.2系统设计4.2.1软件设计思路4.2.2软件设计过程 4.2.3软件界面 结束语 参考文献致谢摘要 本课题电机自动测试系统的设计，它主要利用计算机控制直流电机的运行并对试验时的各项性能参数进行自动采集分析。它涉及到传感技术，通信技术，信号处理技术以及计算机综合处理和检测技术等。该自动测试系统是以计算机作为核心设备，控制传感器和变送器自动采集试验时的各种数据并最终传输回计算机进行处理。整个测试系统分为三部分：计算机数据处理部分；现场数据自动采集部分；通信部分；其中计算机数据处理部分由数据存储、输出部分以及绘图、计算部分组成，它可以实现数据的存取、计算、分析和图表功能，并能自动生成试验报告；现场数据自动采集部分负责采集试验数据，如电压、电流、功率、频率和各部分温度等等；通信部分负责试验数据的显示及传输。软件实现是以VB6.0和VC6.0作为开发工具,开发出直流电动机自动测试系统，在此基础上，通过COM技术，结合Microsoft的Access数据库和Excel电子表格等使用软件开发出本系统的数据管理、查询、报表、曲线和打印系统。（关键词） 直流电动机，传感技术，数据采集系统，自动测试，通信技术【Abstract 】 This task Direct current generator auto test system design ，Various performance parameter that its the main use computer control direct current generator operation adjust when testing is collected the analysis voluntarily .That it relates to passing on senses the technique skill ,Communication technique ,Treatment of signal technique along with calculating machine integrated processing and the examination technique awaits .That auto test systematically is doing worthwhile core installation with the calculating machine ,The different data that control sensor and transmitter are collected when testing are voluntarily finally transmitted back the calculating machine to handle .The entire test system is divided into three sections :Calculating machine data handling section ;The field data is collected the section voluntarily ；Communication section ;In it the calculating machine data handling section is through the data storage 、Output section along with mapping 、The calculation section is makeed up ,It may achieve the data accesss 、Calculation 、Analyse and the picture capacity showwed off the contributions ,Moreover test report be able to be generateed voluntarily ;The field data is collected and partly is in charge of collecting the test data voluntarily ,In case tension 、Electric current 、Meritorous service rate 、The frequency waits with the different part of temperature ;The communication section is in charge of test data display and the transfer .The software implementation is doing worthwhile the development tool with VB6.0 and VC6.0 , and the direct current intention auto test system is come out in the development ,Be living on this base ,By means of COMs technique ,Uniting the applications software such as Access data bank and the Excels Electronic From of Microsoft and so on opens up out native systematic data management 、Inquiry 、Report form 、The curve is with stamps the system .第1章 概 述1.1 研制直流电动机自动测试系统的现实意义在科技日新月异的今天，直流电机的技术也日趋完善。但如何在现有先进技术的基础上更进一步的提高电机的各项性能指标，使电机的发展趋于完美，已成为电机技术发展的关键问题。直流电机的使用率如此之高，主要是因为它的噪音小、体积小、传动平稳等等，所以在工业上使用越来越广泛。电机的测试技术主要是测试出电机的几大基本参数，像电阻、电流、电压、转速、转矩、温升等等 。而在新的电机产品研制过程中，除了必须对设计、工艺过程及理论分析等方面进行研究外，还必须对电机及其模型进行大量的试验，以进一步探索改进和完善的途径。从事电机生产的企业都免不了要对产品进行各种试验，以检查电机的质量是否符合国家标准，确定电机的电气和机械性能是否全面达到技术要求，这些都为该套自动测试系统提供了用武之地。以前的电机型式试验系统主要由模拟设备和机械式测量仪表构成，试验人员工作繁重，数据统计工作复杂，且由于人为因素，数据测量不准确。而该系统就正好弥补了传统试验方法的不足。综上所述，该自动测试系统具有传统的测试方法无法比拟的优越性，随着计算机的广泛使用，硬件性能的提高以及价格的下降，传统的电机测试方法己经不能适应社会和科学技术的发展，而采用计算机以及现代测试仪器的自动测试系统的研制是势在必行的。1.2 系统设计的基本要求：（1） 能自动控制被测电机的起、停、自动采集测试数据，自动进行数据处理及参数计算，以及自动打印实验报告，绘制特性曲线（2） 整个实验过程由计算机的程序控制，只要改变计算机的程序，就可改变试验中各项目的实验（3） 数据采集以及传输速度快 各种参数测量的精度高（4） 工作可靠，操作简便。1.3 电机测试标准产品标准是衡量产品的依据，产品标准多具强制性，一经颁发，有关的制造厂、用户和质量监督部门都得遵守。判断某台电机是否合格就是按照标准所规定的条件和方法进行测试，以考察它的性能能否达到标准的要求。 我国的标准体系分为四级，国家标准、专业标准(部标准)、地方标准和企业标准。国家标准是对全国经济技术发展有重大意义、在全国范围内实行的标准;如关于量大面广，跨部门生产的重要产品的标准。国家标准由国家标准局审批和颁发，代号GB，“旋转电机基本技术要求”的编号为GB755一87，755是序号，87表示这个标准是1987年批准的。部标准(专业标准)各专业范围内实行的标准。各类电机的基本系列、重要派生类系列及重要专用系列的技术条件一般都属于部标准。电机的部标准由机械工业部颁发，87年以前代号是JB、JB/z，91年以后为JB/T。有关电机试验方面的标准大体是这样安排的:对于各类和各大类通用的项目和试验方法，由国家制定通用试验方法标准，如GB755-87旋转电机基本技术要求7和GB/T13111989直流电机试验方法中就规定了直流电机的主要试验项目和试验要求。1.4 系统设计构想该自动测试系统的主要组成部分是：:微机系统及其外部设备、各种数字测试仪器和传输设备。试验的过程控制是由微机系统来实现，它还要进行数据处理、曲线绘制、自动生成报告等。微机控制着整个试验过程：其中各种数字仪器的数据采集就主要是通过通讯口而受微机控制，而进行工作的。第2章 总 体 方 案2.1 直流电机简介直流电机可分为：电磁式直流电机、永磁式直流电机和无刷直流电机。2.1.1 电磁式直流电机其定子铁心上装有磁场绕组和换相绕组，分别称为主磁极和换相极；转子铁心中嵌有电枢绕组，一端装有换向器（又被称为整流子，俗称“铜头”）；另外还有和换向器相接触的电刷及相关装置等。这类型的直流电机称为电磁式直流电机。又因为电枢绕组是通过电刷和换向器之间的滑动接触和外部电源（对电动机）或负载（对发电机）相连接的，所以又被成为“有刷直流电机”。根据不同的使用要求，电磁式直流电机的励磁绕组及其和电枢绕组的连接关系有多种型式。一般按励磁绕组和电枢绕组的连接方式分类，常用的有：他励；并励；串励和复励四种，复励中又可分为加复励和减复励两种（前者较常用）。2.1.2 永磁式直流电机永磁式直流电机产生主磁场的励磁部件是永久磁铁（或成为磁钢）。它和电磁式它励直流电动机相比，具有结构简单、体积小、重量轻、工作可靠、使用和维护方便、效率高等许多特点。在普通家用电器、电动工具、玩具、音响视听设备、汽车、飞机、计算机等领域中做小功率的动力设备。随着磁性材料的发展，其使用范围正日益扩大。2.1.3 无刷直流电机因去掉了复杂的换向和电刷装置，无刷直流电机具有了结构简单、工作可靠的明显优势。特别是采用永磁体的无刷永磁直流电机，其优势则更加明显。现已广泛使用在软硬磁盘驱动器、光盘驱动器、激光打印机、摄录像机、电动自行车和摩托车、航空航天等很多领域。无刷直流电动机由电机本体、传成。电动机本体由定子和转子组成，定子上的多相绕组放置在铁心槽内；转子上的磁钢产生磁场；位置传感器检测转子的旋转位置，和电子换向控制电路一起实现电子换向。本系统所使用的电机为电磁式直流电机。2.2 他励直流电机的运行特性2.2.1概念：所谓运行特性是指在外加电压U=Ue=常数，电枢回路不串入附加电阻、励磁电流保持不变的条件下，电动机的转速n，电磁转矩Mdc和效率等和输出功率P2之间的关系曲线，他励直流电动机和并励直流电动机有着相同的运行特性。用试验法测取他励直流电动机的运行特性时，接线原理如图2 . 1所示。开始试验前，应先调节励磁电流，使电机输出功率为额定值Pe时的转速为额定转速ne，此时的励磁电流称为额定励磁Ife。试验过程中，保持励磁电流恒定，在此条件下，改变电动机的负载，测量不同负载下的转速n、负载转矩M2和输出功率P2，可得到如图2 . 2所示的运行特性。图 2 . 1 他励电动机的接线图2.2.2运行特性各曲线的意义（1）速率特性。速率特性是指U=Ue=常数，If=Ife=常数时，n=f（P2）的关系曲线。根据U=Es+IsRs和Es=CEn可的转速公式： （2.1）由此可见,在Ue和Ife的条件下,如果忽略电枢反应的去磁作用.当P2上升时,由于电枢电阻压降ISRS的增大,转速n下降.但电枢电阻RS一般都比较小,在额定工作状态下,电枢电阻压降差不多只占额定电压Ue的5左右.因此,速率特性是一条略微下垂的直线。（2）转矩特性是指U=Ue=常数，If=Ife=常数时，Mdc=f（P2）的关系曲线。根据电动机输出转矩M2和输出功率的关系： （2.2）由式可知，若n不变，则M2= f（P2）是一根通过坐标原点的直线。可是实际上当P2增大时，转速n略有下降，使得M2= f（P2）曲线略向上弯曲。因为Mdc=M2+M0，其中M0系由摩擦损耗和铁耗所引起的，当P2增加时，转速n变化不大，所以和转速有关的摩擦损耗和铁耗变化不大，故M0可以看成为常数。因此，在M2= f（P2）曲线上加上空载制动转矩M0，便得转矩特性Mdc=f（P2），如图2.2所示。2.3系统构成原理 如下图，I、U、P分别为电流变送器、电压变送器和功率变送器；R为电阻/电压变换器；t温度变送器。以上各量为模拟量，经模拟多路开关和A/D转换器变换成数字量送入微机。转矩转速传感器产生的模拟信号经转矩仪变换成数字信号，连同频率信号一起经数字量接口电路直接送入微机。电动发电机组的电压、频率调节以及被试电机的负载调节可在计算机的统一控制下自动实现。由微机送入控制信号，经D/A转换和模拟开关后，可以利用晶闸管电路或伺服电机等对电机进行控制，以实现系统频率、电压和负载的自动调节。 按照电机学的基本原理，事先编制好微机的数据处理程序软件，经过对检测数据的处理和计算后，就可以通过显示器和打印机输出被试电机的特性数据和特性曲线，或者直接输出实验报告，从而对被试电机的性能作出评价。 图 2 . 3 系统框图 2.4 试验项目该自动测试系统是以常用中小型电磁式他励直流电机为测试对象。测试内容由以下几个通用试验项目组成：（1）空载试验 （2）负载试验（3）温升试验（4）他励直流电动机的固有转速调整率的测定2.4.1空载试验（1）试验目的:直流电机的空载特性是指当电机在空载发动机状态下，以额定转速运转时，电枢电压和励磁电流的关系曲线。做此试验的目的是检查电机的磁路饱和情况和气隙的大小。（2）试验方法试验时，将被试电机的励磁绕组由单独的可调电源供电，即不管电机原来的励磁方式如何，均改做他励。用辅助电动机拖动被试机，并调节被试机转速使之保持在额定值不变。电路原理如图2 . 4： 图 2 . 4 空载特性的测定电路原理图试验步骤：被试电机励磁电流从零开始，逐步增加，直到电枢电压达到130%的额定电压为止，然后再逐步减小励磁电流，一直回到零。在做曲线上升分支和下降分支时，各读取79个点，每点读取电枢电压和励磁电流，在电枢电压额定值附近多读取几点。根据各点数据画出上升分支和下降分支两条曲线，如图2 . 5： 图 2 . 5 直流电机的空载特性曲线因为下降分支更能反映出电机的磁路特点，并可以测定出剩磁所产生的空载电动势，所以有时只做下降分支。试验时应注意两点：一是测试中励磁电流的调节，只允许按一个方向进行。比如在做下降分支时，某一点调得过低，需要再调高一点，此时应将电流调到最高值，然后再降低到所需要的一点。二是由于电机的磁路比较饱和，电枢电压调不到130%的额定值时，应尽可能调高电压，但励磁电流不能超过额定值的两倍。在做检查试验时，无需做出整条曲线，而是仅做下降分支中额定电压时的一点。其值和型试试验值比较，在额定励磁电流时，空载电枢电压值允许相差5%。如果超差，则应对电机的磁极和电枢间的气隙进行调整。当电枢电压偏高时，应增大气隙；反之，应在磁极下面增加垫片，以减小气隙。气隙的调整范围按下式进行计算: =2偏差值 % （2.6）式中 需要调整的气隙，mm； 原主极气隙，mm。2.4.2负载试验（1）试验目的直流电机的额定负载试验是量取和校核额定负载时的励磁电流值（对于发动机）和额定负载时的电枢电流、励磁电流和转速的数值（对于电动机），同时检查换向情况、振动情况和现场的其他情况。（2）试验方法:直流电机的负载试验有两种方法，直接负载法和回馈法。回馈法又包括多种型式的回馈。由于直接负载法线路简单，操作方便，所以该系统采用此法。直接负载法的电路原理如图2 . 6所示。被试电机可以是发动机，也可以是电动机。输出的负载电阻是可调节的电阻器，一般使用调光电阻器（电灯）、水电阻、铸铁电阻、电炉丝等。 图 2 . 6 直流负载法电路原理图试验发电机时，调整M的转速达到发电机的额定转速，并保持在试验过程中不变。合上开关Q，调节G的励磁电流，使发电机的电压为额定值。逐步向小调节负载电阻，使发电机输出电流增至额定值。此时记录发电机的电压、电流、转速及励磁电流值。和此同时应检查换向，确定火花等级并做好记录。还要检查电机的振动情况及轴承运行的情况。试验电动机时，首先为被试电机加上励磁电流，并调到额定值。合上Q1，逐步增加电源电压至额定值，此时电机转速基本是额定转速。合上Q，逐步增加直流发电机G的励磁电流，电动机的电流也随着增加，直到电动机的电流电流达到额定值时，再逐一调整电动机的电源电压和电枢电流，使电动机在额定状态下运行。此时记录直流电动机的端电压、电枢电流、励磁电流、转速等，同时检查振动及轴承运行情况。应注意电机应在额定状态下运行1h，或按电机的要求，进行定时的额定负载运行。发电机负载特性一般指外特性，既发电机转速及励磁保持不变时，端电压对负载电流的关系。所谓励磁保持不变，是指电机在额定负载状态下运行时的励磁不变。对他励发电机保持励磁电流不变；对并励、复励发电机保持励磁变阻器的位置不变。试验时，保持电机的额定转速和励磁不变，改变负载电流由125%的额定值降低到零，共测量57点，每一点记录端电压，电枢电流、转速及励磁电流。然后绘制U = f （Ia）曲线。电动机的负载特性一般指转速特性，即电动机端电压和励磁不变时，电机转速对负载电流的关系。所谓励磁不变，是指电动机在额定运行时的励磁不变。对他励、并励电机保持额定励磁电流不变，对复励电动机应保持励磁电阻器位置不变。试验时，保持电机的额定电压不变，励磁不变。改变负载电流由125%的额定值降到零（对于串励电动机应为1/4额定值），测量57点。每一点记录端电压、电枢电流、转速及励磁电流。然后绘制n = f （Ia）曲线。对于可以逆转的电动机，应对两个方向进行试验。对于转速可调的电动机，应在最高和最低转速下，都进行此项试验2.4.3温升试验（1）温升试验目的:电机各部分温度如电机绕组温度、轴承温度、铁芯温度及机壳温度，特别是绕组温度不仅表示电机的发热状态，而且和电机的寿命有直接联系。据测定，绕组每升高10，绕组的寿命减少一半。因此，电机各部分只有在低于其最高允许工作温度下使用，才能保证其经济使用寿命和运行可靠性。电机温升的测量方法根据规定有四种：温度计法、电阻法、埋置检温计法和迭加法（双桥对电测温法），此外，目前国内正在研制的有无线电测温、红外线测温核温度指示器等等。在我们研制的电机测试控系统中，温度的测量由Pt100测得温度再传给工控机进行相应的处理。（2）电机温升、温升限度的概念1. 电机某部件和周围介质温度之差，称电机该部件的温升。2. 电机在额定负载下长期运行达到热稳定状态时，电机各部件温升的允许极限，称温升限度。电机温升限度，在国家标准GB755-65中作了明确规定。（3）绝缘结构、耐热等级概念:1. 一种或几种绝缘材料的组合称绝缘结构。2. 耐热等级表示绝缘结构的最高允许工作温度，并在这样的温度下它能在预定的使用期内维持其性能，在允许的范围内及其所分的等级耐热等级。耐热等级的具体划分见下表： 绝缘等级绝缘结构极限温度环境温度温升限值Y904045A1054060E1204075B1304080F15540100H18040125 表 2 . 1从上所述，电机中不同耐热等级的绝缘材料有着不同的最高允许工作温度。所谓最高允许工作温度是指：在此温度下长期使用时，绝缘材料的物理、机械、化学和电气性能不发生显著恶性变化，如超过此温度，则绝缘材料的性能发生质变，或引起快速老化。因此，绝缘材料最高允许工作温度是根据它经济使用寿命确定的。从附表中可以看到，温升限度基本上取决于绝缘材料的等级，但也和温度的测量方法、被测部的传热和散热条件有关，取决于绝缘材料的最高允许工作温度。当周围冷却介质（例如空气）的最高温度确定后，就可根据绝缘材料的最高允许工作温度规定电机部件的温升限度。根据统计我国各地的绝对最高温度一般在3540之间，因此在标准中规定+40作为冷却介质的最高标准。（4）温升试验测试过程 1. 冷却介质温度测量。所谓冷却介质是指能够直接或间接地把定子和转子绕组、铁心以及轴承的热量带走的物质；如空气、水和油类等。靠周围空气来冷却的电机，冷却空气的温度（一般指环境温度）可用放置在冷却空气进放电机途径中的几只膨胀式温度计测量。温度传感器所处的位置，离电机12m，并不受外来辐射热及气流的影响。宜选用分度为0.2或0.5、量程为050为适宜。2. 绕组温度的测量。电阻法是测定绕组温升公认的标准方法。1000kW以下的交流电机几乎都只用电阻法来测量。电阻法是利用电动机的绕组在发热时电阻的变化，来测量绕组的温度，具体方法是利用绕组的直流电阻，在温度升高后电阻值相应增大的关系来确定绕组的温度，其测得是绕组温度的平均值。冷态时的电阻（电机运行前测得的电阻）和热态时的电阻（运行后测得的电阻）必须在电机同一出线端测得。绕组冷态时的温度在一般情况下，可以认为和电机周围环境温度相等。这样就可以计算出绕组在热态的温度了。3. 铁心温度的测量。定子铁心的温度可用几只温度计沿电机轴向贴附在铁心轭部测量，以测得最高温度。对于封闭式电机，温度传感器可以装在机座吊环孔内。铁心温度也可用放在齿低部的铜康铜热电偶或电阻温度计测量。4. 机壳温度的测量。测量机壳温度时，对防护式电机，应把温度传感器放在机壳中部。2.4.4他励直流电动机的固有转速调整率的测定（1）概念：直流电动机固有转速调整率是指电动机在保持额定电压和励磁不变的情况下，由满载到空载（或1/4负载）时的转速变化率。（2）试验方法:试验时，保持电动机额定电压和励磁电流不变，其负载电流的调整步骤及方向，同电压调整率的测定。只是对于不允许空载的电动机，负载电流不能调到零，而是不少于1/4额定值。试验过程中，如在额定电流时的转速和开始时有明显差异，则应重新进行试验。试验时应同时读取转速、负载电流、励磁电流和电枢电压的数值，并绘制转速对于负载电流的关系曲线。对于允许逆转的电动机，应在两个方向上测取转速调整率；对于变速电动机，应在最高转速和最低转速时测取转速调整率。检查试验时，仅做额定负载和空载（对不允许空载的电动机为1/4负载）两个点，并依下式进行计算 （2.7）式中 nN固有转速调整率 nN额定转速，r/min n0空载时的转速，r/min第3章 系统硬件设计该系统的硬件设计主要包括试：（1） 试验线路的设计（2） 试验电源的设计（4） 通信系统的设计3.1试验线路设计:3.1.1线路方案的设计将两台同型号、同规格的被试他励直流电机用连轴器偶合起来，其中一台作被试机，另一台作陪试机，由电网提供工频380V的交流电源给一套电动发电机组的拖动电机供电，其中一台直流发电机作线路机，用于补充线路中的能量损耗。3.1.2 试验原理图图 3 . 1 试验电源接线图这个实验线路方案主要实用于被试电机额定电流在1000A以下的他励直流电机。3.2 试验电源的设计本系统的励磁电源均采用全波桥式半控整流电路。3.2.1全波桥式半控整流电路工作原理电感性负载的单相全波桥式半控整流电路如下图所示。3.2单相全波桥式半控整流电路原理图（1） u2为正半周时，a点电位高于b点电位，晶闸管T1和二极管D2承受正向电压而导通，电流的通路为aT1RLD2b。当u2=0时，T1关断。 （2） u2为负半周时，b点电位高于a点电位，晶闸管T2和二极管D1承受正向电压而导通，电流的通路为bT2RLD1a。当u2=0时T2关断。其波形图如下图所示。图 3.3全波桥式半控整流电路波形3.2.2全波桥式半控整流电路相关参数（1） 负载电压Uo比单相半波可控整流时大一倍，即U0=0.9U2（1+cos）/2式中，=0时，Uo=0.9U2为最大，=180时，Uo=0为最小，所以的移相范围为0180。（2） 负载电流Io由Io= Uo/RL可得I0=0.9U2（1+cos）/2RL（3） 晶闸管上的电压棗晶闸管和二极管所承受的最大正反向电压都为电源电压u2的最大值，即（4） 功率因数cos: cos=（5） 晶闸管上的电流棗流过每个晶闸管和二极管的电平均值为负载电流的一半，即IT=IB=I0/2=0.45 U2（1+cos）/2RL。3.3 数据采集处理系统的设计3.3.1 工控机：电机试验中一般选用工业控制用微型计算机，简称“工控机”。工控机的抗干扰能力较强，能够较好地适应工业现场的复杂环境。在电机试验中，数据的采集是指把各种电量和各种非电量自动地传输到微机中。微型计算机只能处理数字量，而一般的电量和非电量均是模拟量，如电量中的电压、电流、功率及非电量中的电阻、转矩、温度等。模拟量要转换为数字量后，才能输入计算机进行处理。 数字量输入计算机的方式有两种，第一种人工从键盘输入；第二种是通过计算机的接口自动地把数字量输入计算机。而数字量自动的输入计算机的方法又分两种方式：（1） 采用数字式智能电子测量仪器（2） 采用A/D转换板及传感器来完成电量及非电量的测量 该系统采用第一种方式，该方式的特点如下：（1） 计量维修方便，可靠性高；（2） 积木式功能可以扩充（3） 显示直观（4） 抗干扰能力强 本方法是目前国际和国内比较流行的方法，但其缺点是系统组成的成本较高。3.3.2 电量变送器交流电流变送器；交流电压变送器,频率变送器；功率变送器；功率因数变送器；直流电压变送器；温湿度组合变送器；直流电流变送器；交流、直流开关量变送器；空调开关量变送器；温度开关量变送器；三电压交流开关量变送器；直流欠压开关量变送器；霍尔电流传感器；霍尔电压传感器；霍尔电流变送器；湿度开关量变送器。（1）产品介绍：交流电流（电压）变送器是一种能将被测交流电流（交流电压）转换成按线性比例输出直流电压或直流电流的仪器，广泛使用于电力、邮电、石油、煤炭、冶金、铁道、市政等部门的电气装置、自动控制以及调度系统。交流电流、电压变送器具有单路、三路组合结构形式，其特点为：1. 准确度高（典型：0.2%，最好0.05%）。2. 整个量程范围都有极高的线性度。3. 集成化程度高，结构简单，优良的温度特性和长期工作稳定性，使变送器免于定期校验。（2）执行标准GB/T13850-1998idtIEC688:1992（3）主要技术指标1. 精度等级：0.2级、0.5级2. 输入、输出及辅助电源参数3. 输入频率：50Hz5Hz4. 过载输入：电流：2倍连续30倍1秒电压：2倍连续5. 吸收功率：电压回路：0.5VA/450V电压回路：0.2VA/100V电流回路：0.1VA/5A6. 响应时间：350ms7. 输出负载：电流：当辅助电源24V时，RL650欧；当辅助电源为12V、15V时，RL300欧；电压：RL2k欧8. 工频耐压：输入/输出/外壳间：AC2kV/min9. 绝缘电阻：20M欧10.冲击电压：5kV/1.2-50us（峰值）11.工作环境：温度:-1050湿度:1090%（无凝露）12. 贮藏条件：温度:-4070湿度:1095%（无凝露）13. 外形尺寸：YDD-I、YDD-U型：55mm75mm120mm立方YDD-3I、YDD-3U型：110mm75mm120mmYDE-I、YDE-U型：42mm75mm70mmYDE-3I、YDE-3U型：110mm75mm70mmYDF-I、YDF-3U型：104mm31mm77mmYDL-I(3I)、YDL-U(3U)型：75mm22.5mm100mmHC300系列智能电压、电流表型号说明型型 谱说 明HC-300智能电压、电流表外型尺寸A横式16080125mmA/S竖式80160125mmB方式9696110 mmC横式9648110 mmC/S竖式4896110 mmD方式7272110 mmF方式4848110 mm报警点数BB0无报警输出；B1-1个继电器输出通 讯 输 出P微型打印机R串行通讯RS232S串行通讯RS485通 讯 输 出P微型打印机R串行通讯RS232S串行通讯RS485供 电 电 源220VAC供电WDC24V供电输 入 信 号AV ( )交流电压输入，( )内记入输入量程DV ( )直流电压输入，( )内记入输入量程AA ( )交流电流输入，( )内记入输入量程DA ( )直流电流输入，( )内记入输入量程表 3 . 13.3.3 传感器（1）概念、原理和特性：将测量对象的非电量信号变换成电信号的元、器件称之为敏感元件。不仅具有信号变换而且具有信号处理功能的装置称之为传感器。通过微型计算机的使用来提高仪器仪表的性能，提高仪器仪表本身自动化、智能化程度和数据处理能力。仪器仪表不仅供单项使用，而且可以通过标准接口和数据通道，和电子计算机结合起来，组成各种测试控制管理综合系统，满足更高的要求。（2）传感器的选用的注意点1. 测量条件如果误选传感器，就会降低系统的可靠性。为此，要从系统总体考虑，明确使用的目的。测量条件如：测量范围，输入信号的带宽，要求的精度，测量所需要的时间、输入发生的频繁程度。2. 传感器的性能精度、稳定性、响应速度、模拟信号或数字信号、输出量及电平，校准周期，过输入保护。3. 传感器的使用条件如设置的场所，环境，测量时间，和显示器之间的信号传输距离，和外界设备的连接方式以及供电电源的容量等。4. 传感器的使用注意事项精度较高的传感器都需要定期校准，一般来说，须36个月校准一次；传感器通过插头和拱桥电源和二次仪表连接时，应注意引线号不能接错；各种传感器都有一定的过载能力，但使用时尽量不要超出量程传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系。通常把传感器的特性分为两种：静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性，它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性，它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。一般来说，传感器的输入和输出关系可用微分方程来描述。理论上，将微分方程中的一阶及以上的微分项取为零时，即可得到静态特性。因此传感器的静特性是其动特性的一个特例。传感器除了描述输入和输出量之间的关系特性外，还有和使用条件、使用环境、使用要求等有关的特性。（3）传感器的静特性传感器的输入-输出关系:输入（外部影响：冲振、电磁场、线性、滞后、重复性、灵敏度、误差因素）传感器输出（外部影响：温度、供电、各种干扰稳定性、温漂、稳定性（零漂）、分辨力、误差因素）。人们总希望传感器的输入和输出成唯一的对应关系，而且最好呈线性关系。但一般情况下，输入输出不会完全符合所要求的线性关系，因传感器本身存在着迟滞、蠕变、摩擦等各种因素，以及受外界条件的各种影响。 传感器静态特性的主要指标有：线性度、灵敏度、重复性、迟滞、分辨率、漂移、稳定性等。（4）传感器的动特性动特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。很多传感器要在动态条件下检测，被测量可能以各种形式随时间变化。只要输入量是时间的函数，则其输出量也将是时间的函数，其间关系要用动特性来说明。设计传感器时要根据其动态性能要求和使用条件选择合理的方案和确定合适的参数；使用传感器时要根据其动态特性和使用条件确定合适的使用方法，同时对给定条件下的传感器动态误差作出估计。总之，动特性是传感器性能的一个重要方面，对其进行研究和分析十分必要。总的来说，传感器的动特性取决于传感器本身，另一方面也和被测量的形式有1. 规律性的： a. 周期性的：正弦周期输入、复杂周期输入；b. 非周期性的：阶跃输入、线性输入、其他瞬变输入2. 随机性的：a. 平稳的：多态历经过程、非多态历经过程；b. 非平稳的随机过程。在研究动态特性时，通常只能根据“规律性”的输入来考虑传感器的响应。复杂周期输入信号可以分解为各种谐波，所以可用正弦周期输入信号来代替。其它瞬变输入不及阶跃输入来得严峻，可用阶跃输入代表。因此，“标准”输入只有三种；正弦周期输入、阶跃输入和线性输入。而经常使用的是前两种。3.3.4温度传感器（Ni-1000 SOT温度传感器）（1）概述温度传感器有各种类型，基本上可分为接触式和非接触式两大类。接触式传感器就是温敏传感器和被测物体直接接触来测量其温度，这是测温的最基本方式。这种测量方式通过接触的被测物体的热量传给温敏传感器来进行测量，这种测温方式将使被测物体的温度降低，特别是被测物体较小时，这种作用尤为显著，从而不能进行精确的温度测量。因此，采用这种方式的前提条件是，被测物体的热容量同温敏传感器元件相比要足够大。非接触测温方式通过测量来自被测物体的辐射的热量，可以远距离测量物体的温度，使用范围广。但它常需要能够聚集辐射热能的光学系统和各种辅助设备。现在工业上广泛使用的传统温度传感器是铜、镍、铂金属，电阻体和各种热电偶。铂等金属电阻体是利用金属材料的电阻随温度升高而增加这一现象制成，具有良好的机械强度和化学稳定性，精确度较高，线性度也好。热电偶是利用物理学中的塞贝克效应制成的温度传感器。当两种不同的导体A和B组成闭合回路时，若两端结点温度不同，则回路中产生电流，相应的电势称为热电势，这种装置称为热电偶。常见的有铂铑铂热电偶、镍铬镍铝热电偶和铜康铜热电偶。（2）特性DIN43760 TCR（电阻温度系数）=6178ppm/K(0100R(T)=Ro*(1+a*T+b*T2+c*T4+d*T6)a=5,485*10-3b=6,650*10-6 c=2,805*10-11d=-2,000-17 3.3.5 霍尔电流传感器（YDG-HSD系列霍尔电流传感器）（1） 概述YDG系列霍尔效应传感器，可以测量任意波形的电流和电压，输出端能真实地反映输入端电流或电压的波形参数。针对霍尔效应传感器普遍存在温度漂移大的缺点，采用补偿电路进行控制，有效地减少了温漂对测量精度的影响，确保测量准确；具有精度高、安装方便、售价低的特点。YDG系列霍尔效应传感器广泛使用于变频调速装置、逆变装置、UPS电源、通信电源、电焊机、电力机车、变电站、数控机床、电解电镀、微机监测、电网监控等需要隔离检测电流电压的设施中。（2）原理YDG-HSD系列电流传感器是一种原边和副边高度电隔离，副边真实反映被测直流、交流、脉动电流等原边波形的传感器。它具有反应时间快、过载能力强、温度特性高、输出连续可调、性能稳定等优点。（3）通用性能指标测量范围2I N频率特性010KHz过载能力20I N绝缘耐压2.0KV RMS/50Hz/min精度等级优于0.5%I N工作温度070线性度优于0.2%工作电源12V15V失调电压小于20mV电源耗电12mA温度漂移优于50ppm/阻燃特性UL94-V O反应时间小于10uS内置电源浪涌、极性反接保护；表 3 . 2（4）YDG-HSD-2-A型电流传感器型 号输 入/输 出引脚接线YDG-HSD-2-50A050A/04V1.正工作电源端2.负工作电源端3.测量输出端4.公共接地端YDG-HSD-2-100A0100A/04V0100A/04V0150A/04VYDG-HSD-2-200A0200A/04VYDG-HSD-2-300A0300A/04V表 3 . 3 3.3.6 转矩转速传感器(JN338数字式转矩转速传感器)转矩传感器在电动机、发动机、发电机、风机、搅拌机、卷扬机、钻探机械等众多的旋转动力测试系统中及数控机械加工中心、自动机床等机电一体化设备中已获得广泛的使用。传统的转矩传感器通常采用电阻应变桥来检测转矩信号，并采用导电滑环来耦合电源输入及应变信号输出，由于导电滑环属于磨擦接触，因此不可避免地存在着磨损和发热，这样不但限制了旋转轴的转速及导电滑环的使用寿命，同时由于接触不可靠，也不可避免地会引起测量信号的波动及误差的增加。因此，如何在旋转轴上进行能源及信号的可靠耦合已成为转矩传感器最棘手的问题，而JN338数字式转矩转速传感器则巧妙地解决了这个问题。JN338是北京三晶创业集团公司的产品，该传感器采用两组特殊环形旋转变压器来实现能源的输入及转矩信号的输出，从而解决了旋转动力传递系统中能源及信号可靠地在旋转部分和静止部分之间的传递问题。该传感器还可同时实现旋转轴转速的测量，从而可方便地计算出轴输出功率，因此，利用该传感器可实现转矩、转速及轴功率的多参数输出。（1）JN338的主要特性检测手段为应变电测技术；测量精度高信号检出、处理均用数字技术；抗干扰能力强，无需