新型CT9-CT30无源交流隔离传感器及其设计应用（1）
中国科学院方舟公司 李德辉
摘要：一种应用在交流测量领域的新型方舟电子品牌CT9-CT30无源交流隔离传感器，随着计算机在交流测量方面的应用，以其优越的性价比，在交流40～1KHz范围能替代有源霍尔电流传感器，本文简要介绍这种新型传感器的原理，优点及其设计应用电路，供读者参考。
关键词：无源交流隔离传感器 I/V转换 典型应用电路
概述:
基于电磁互感隔离原理，按线性比例跟踪检测正弦波电流的无源交流隔离传感器，主要功能在于扩程和隔离。通常在一个环形铁芯上绕一定匝数的线圈构成，做成通孔形式，用于主回路大电流单匝穿孔通过传感器。设被测电流（一次电流）为I1，二次线圈匝数为N2，二次电流I2为：（一次线圈单匝N1=1）
I2=I1/N2
可知，二次电流与被测电流成正比例关系。
用这种测量方法的优点：
⑴主接线单匝穿孔式使用方便，不用切断主回路。
⑵具有3KV～6KV高绝缘隔离作用。
⑶主回路无插入损耗。
⑷输出电流信号传输远、抗干扰强。
⑸具有较高的二次负载，通过I/V转换，非常容易与线性放大电路接口。
⑹小电流测量时起始灵敏高、响应快。
⑺优良的线性度和相交差。
⑻二次线圈匝数均在千匝至数千匝，调试后比值差（精度）高达0.1%。
无源交流隔离传感器选用了高饱和磁密，高初始导磁率及低损耗的上等软磁材料制造，使用了进口高速准确的环绕机，从而保证了测量起始的灵敏度、线性度、比值差（精度）和批量一致性。由于铁芯固有的磁饱和拐点，其过载能力在瞬态数十倍额定值电流冲击时自保，所以在可靠性方面，它基本上是长久性元件。
目前，微型互感器已形成系列化产品，适用于1000V及以下电压等级，5A～1KA电流等级的50Hz～1KHz正弦波测量，广泛应用在电量变送器、电测仪器仪表、智能仪器仪表、智能开关柜、智能电机保护器、电力监控系统、电信监控系统中，作为数据采集中的隔离、变换、传送。又名：无源交流传感器、无源交流采集器。
一.应用领域:
■ 1KVac及以下交流装置与系统集成工程
■ 主回路与测量回路强弱电之间隔离采样
■ 检测、监视、控制
■ 动力起动过流过载保护
.技术性能指标
■频率范围 40Hz～1KHz
■**隔离（I1/I2壳体）
冲击电压：4KVp、1.2/50uS
工频耐压：3KVac、1mA、1min
绝缘电阻：》100mΩ，500Vdc
■输出浪涌限制（S1/S2）
VR能力：65Vac、205A、20uS
■ 环境特性
工作温度：-25～+70℃
储存温度：-40～+80℃
工作湿度：10～90%（无凝露）
大气压力：860～1060mbar
温度系数：《50ppm/℃
.二次输出I/V转换
微型无源交流隔离传感器二次输出的跟踪电流，在使用中需要将I2转换成电压形式。简单转换方式是电阻法。
V2=I2RL=（I1/N2）RL （2.......1）
例1.：图1中的交流2V输入数字面板表，配用1支CT12100A/100mA的互感器，用来测量20A的交流电流，应选用的转换电阻为
RL=2V/10mA=10Ω
代入（2.......1）
V2=100A*10Ω=2V
或;V2=100A/1000T*10Ω=2V
（实际应用时，3 1/2面板表的小数点应向后移一位，如：1.900改为19.00）
四. 典型应用电路
4.1 配合交流数显面板表
图2电路为CT12-100A/100mA互感器与交流2V输入数字显示面板表配合使用的测量电路。
按图2中选择R1为7.5Ω/1W与一支5Ω/0.5W实芯电位器，进行**微调，有必要将该电阻电位器装入面板表输入接口处，以抗干扰。
调试非常简单：输入I1为100A时，（可用数显交流钳型表观测），调RP使面板表显示1.000（V）即可，为了直观，将小数点跳线向后移动两位，即显示100.0A。由于CT12-100A/100mA测量*大值可达200A，因此，这个装置可以测量0～199A的电流，分辨率为0.1A，适用于交流配电开关柜、交流电焊机、稳压电源、机床电源的交流电流显示。
4.2 平均值AC/DC转换100A数显电流变送器
⑶输入交流正弦波电流100-200ARMS
⑷一路输出电压2VDC，配合数字电压面板表交流电流显示0-199.9ARMS
⑸一路输出电流4～20mA或1～5V的标准信号
4.3 性价比高的AC100V数显真有效值AC/DC转换电压变送器
⑴输入交流电压：0～100V
⑵频率范围：40Hz～1KHz
⑶精度：《0.5%满度值（FS）
⑷测量各种正弦与非正弦波形及畸变波形，在波峰因素《3时，满足《0.5%的精度
⑸输出直流4～20mA或1～5V的标准信号
⑹成本：元器件成本约100元
4.3 性价比高的AC0-5A数显真有效值AC/DC转换电流变送器
⑴输入交流电流：0～5A
⑵频率范围：40Hz～1KHz
⑶精度：《0.5%满度值（FS）
⑷测量各种正弦与非正弦波形及畸变波形，在波峰因素《3时，满足《0.5%的精度
⑸输出直流4～20mA或1～5V的标准信号
⑹成本：元器件成本约100元
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