單相(xiang)電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)主(zhu)要由以(yi)下(xia)幾部(bu)分構成

　　單(dan)相(xiang)電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)是壹(yi)種(zhong)將(jiang)電(dian)網(wang)中(zhong)的電(dian)流(liu)信(xin)號轉換(huan)為(wei)標準(zhun)信(xin)號輸(shu)出(chu)的裝置(zhi)，廣(guang)泛(fan)應(ying)用於(yu)電(dian)力系統、工業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)、能源管理(li)等(deng)領域(yu)。基於(yu)霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)或(huo)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)原(yuan)理(li)，通過電(dian)流(liu)傳(chuan)感器(qi)將(jiang)主(zhu)回路電(dian)流(liu)轉換(huan)為(wei)電(dian)壓(ya)信(xin)號。內置(zhi)的(de)放大(da)電(dian)路(lu)對(dui)微(wei)弱(ruo)信(xin)號進行線(xian)性(xing)化(hua)處(chu)理(li)，並(bing)經(jing)濾(lv)波電(dian)路(lu)消除幹擾，最終輸(shu)出(chu)與被(bei)測電(dian)流(liu)成比例的4-20mA恒(heng)流(liu)信(xin)號或(huo)0-10V直流(liu)信(xin)號。該信(xin)號可(ke)直接接入(ru)PLC、DCS等控(kong)制(zhi)系統，實現電(dian)流(liu)的遠(yuan)程監(jian)測與控(kong)制(zhi)。

　　單相(xiang)電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)主(zhu)要由以(yi)下(xia)幾部(bu)分構成：

　　壹(yi)、壹(yi)次電(dian)流(liu)感知(zhi)部(bu)分

　　電(dian)流(liu)互感器(qi)（或(huo)分流器(qi)）

　　電(dian)流(liu)互感器(qi)：在(zai)大多數(shu)單(dan)相(xiang)電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)中(zhong)，電(dian)流(liu)互感器(qi)是關鍵(jian)部(bu)件(jian)。它(ta)是壹(yi)種(zhong)基(ji)於電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)原(yuan)理(li)的(de)器(qi)件(jian)，用於(yu)將(jiang)單相(xiang)交(jiao)流(liu)電(dian)路(lu)中(zhong)的大電(dian)流(liu)按(an)比(bi)例轉換(huan)為(wei)較小(xiao)的(de)二次(ci)電(dian)流(liu)。其結構(gou)主(zhu)要包括壹(yi)次繞組(zu)和(he)二次(ci)繞組(zu)。壹(yi)次繞組(zu)串聯(lian)在(zai)被(bei)測單相(xiang)電(dian)路(lu)中(zhong)，當(dang)有(you)電(dian)流(liu)通過時(shi)，會(hui)在(zai)鐵芯(xin)中(zhong)產生(sheng)交(jiao)變(bian)磁(ci)場(chang)。二次(ci)繞組(zu)纏繞在(zai)鐵芯(xin)上，由(you)於(yu)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)作(zuo)用，二次(ci)繞組(zu)會(hui)產生(sheng)感(gan)應電(dian)流(liu)。例如(ru)，在(zai)壹(yi)個(ge)量程(cheng)為(wei)0-100A的單(dan)相(xiang)電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)中(zhong)，若壹(yi)次電(dian)流(liu)為100A，通過合(he)適變(bian)比（如(ru)100:1）的(de)電(dian)流(liu)互感器(qi)，二次(ci)側(ce)就會(hui)產生(sheng)1A的(de)電(dian)流(liu)。這種(zhong)轉(zhuan)換(huan)使(shi)得後(hou)續(xu)電(dian)路(lu)能夠(gou)方便(bian)地對(dui)電(dian)流(liu)進行測量和(he)處(chu)理(li)，同時(shi)實現了(le)電(dian)氣(qi)隔離，提高了(le)安(an)全(quan)性(xing)。

　　分流器(qi)：對(dui)於(yu)壹(yi)些(xie)小(xiao)量程(cheng)的(de)單相(xiang)電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)或(huo)者(zhe)在(zai)壹(yi)些(xie)特殊(shu)應用場(chang)景（如(ru)測量低(di)電(dian)壓(ya)、小(xiao)電(dian)流(liu)的電(dian)子設(she)備(bei)電(dian)流(liu)），可(ke)能會(hui)使用分流器(qi)來(lai)感(gan)知電(dian)流(liu)。分流器(qi)是壹(yi)個(ge)低電(dian)阻(zu)的精(jing)密電(dian)阻(zu)元(yuan)件(jian)，它(ta)與(yu)被(bei)測電(dian)路(lu)串聯(lian)。根據(ju)歐(ou)姆(mu)定律，當(dang)電(dian)流(liu)通過分流器(qi)時(shi)，會(hui)在(zai)其兩端產生(sheng)電(dian)壓(ya)降。這(zhe)個(ge)電(dian)壓(ya)降與(yu)通過的電(dian)流(liu)成正比，後(hou)續(xu)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)通過測量這(zhe)個(ge)電(dian)壓(ya)來間(jian)接得(de)到被(bei)測電(dian)流(liu)的大(da)小(xiao)。例如(ru)，壹(yi)個(ge)阻值(zhi)為0.01Ω的分流器(qi)，當(dang)有(you)10A的(de)電(dian)流(liu)通過時(shi)，其兩端會(hui)產生(sheng)0.1V的(de)電(dian)壓(ya)降。

　　二、信(xin)號調理(li)部(bu)分

　　整流(liu)電(dian)路(lu)

　　由於(yu)單相(xiang)交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)的方向是周(zhou)期(qi)性(xing)變(bian)化的，而後(hou)續(xu)的(de)處(chu)理(li)電(dian)路(lu)通常需要直流(liu)信(xin)號，因此(ci)需要整流(liu)電(dian)路(lu)將(jiang)交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)信(xin)號轉換(huan)為(wei)直流(liu)信(xin)號。常見的整流(liu)電(dian)路(lu)有(you)全(quan)波整流(liu)電(dian)路(lu)。以(yi)單(dan)相(xiang)橋(qiao)式整流(liu)電(dian)路(lu)為例，它由四個(ge)二極(ji)管(guan)組(zu)成，能夠(gou)將(jiang)電(dian)流(liu)互感器(qi)二次(ci)側(ce)輸(shu)出(chu)的正弦交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)轉換(huan)為(wei)單向(xiang)脈(mai)動(dong)直流(liu)電(dian)流(liu)。在(zai)這個(ge)過程(cheng)中(zhong)，交(jiao)流(liu)電(dian)流(liu)的正(zheng)負半(ban)周(zhou)分別通過不(bu)同的(de)二極(ji)管(guan)進行導通，使得負(fu)載上(shang)的(de)電(dian)流(liu)方向始終保持(chi)不(bu)變(bian)，但電(dian)流(liu)大小(xiao)仍(reng)會(hui)隨時(shi)間(jian)波動(dong)。

　　濾(lv)波電(dian)路(lu)

　　整流(liu)後(hou)的單向脈(mai)動(dong)直流(liu)信(xin)號包含(han)較多的交(jiao)流(liu)諧(xie)波成分，為了(le)得(de)到平滑的(de)直流(liu)信(xin)號，需要濾波電(dian)路(lu)。壹(yi)般(ban)采(cai)用電(dian)容(rong)濾(lv)波或(huo)電(dian)感(gan)-電(dian)容(rong)（LC）濾(lv)波。電(dian)容(rong)濾(lv)波是利用電(dian)容(rong)器(qi)的(de)儲(chu)能特性(xing)，在(zai)整流(liu)電(dian)路(lu)輸(shu)出(chu)端並(bing)聯壹(yi)個(ge)電(dian)容(rong)器(qi)。當(dang)脈(mai)動(dong)直流(liu)電(dian)壓(ya)升高時(shi)，電(dian)容(rong)器(qi)充電(dian)；當(dang)電(dian)壓(ya)降低(di)時(shi)，電(dian)容(rong)器(qi)放(fang)電(dian)，從(cong)而平滑輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)。例如(ru)，在(zai)壹(yi)個(ge)單相(xiang)電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)中(zhong)，可(ke)能會(hui)並(bing)聯壹(yi)個(ge)較大(da)容(rong)量（如(ru)幾(ji)百(bai)微(wei)法(fa)到幾千(qian)微法(fa)）的電(dian)解電(dian)容(rong)器(qi)，將(jiang)整流(liu)後(hou)的脈(mai)動(dong)直流(liu)信(xin)號中(zhong)的大部(bu)分交(jiao)流(liu)成分濾除，使(shi)輸(shu)出(chu)信(xin)號更加(jia)平穩(wen)，便(bian)於後(hou)續(xu)的(de)精(jing)度處(chu)理(li)和(he)轉(zhuan)換(huan)。

　　放(fang)大電(dian)路(lu)

　　經(jing)過(guo)濾(lv)波後(hou)的信(xin)號可(ke)能需要進行放(fang)大(da)處(chu)理(li)。放(fang)大電(dian)路(lu)的作(zuo)用是將(jiang)微弱(ruo)的(de)電(dian)流(liu)或(huo)電(dian)壓(ya)信(xin)號放大(da)到適合(he)後(hou)續(xu)處(chu)理(li)（如(ru)模數(shu)轉(zhuan)換(huan)或(huo)驅(qu)動(dong)輸(shu)出(chu)負載）的(de)幅(fu)度。通常采(cai)用運算(suan)放大(da)器(qi)等(deng)放(fang)大器(qi)件(jian)。運算(suan)放大(da)器(qi)可(ke)以(yi)通過選擇(ze)合(he)適的反(fan)饋(kui)電(dian)阻(zu)和(he)輸(shu)入(ru)電(dian)阻(zu)，將(jiang)輸(shu)入(ru)的小(xiao)信(xin)號放大(da)到所需的倍數(shu)。例如(ru)，如(ru)果濾波後(hou)的信(xin)號幅度較小(xiao)，無法(fa)直接驅(qu)動(dong)輸(shu)出(chu)電(dian)路(lu)，通過壹(yi)個(ge)增(zeng)益為10的放(fang)大(da)電(dian)路(lu)，就可(ke)以(yi)將(jiang)信(xin)號幅度放大(da)到合(he)適的範(fan)圍，以(yi)滿(man)足輸(shu)出(chu)要求。

　　精度補(bu)償電(dian)路(lu)

　　為了(le)提高測量精(jing)度，單相(xiang)電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)通常會(hui)包含(han)精度補(bu)償電(dian)路(lu)。由於(yu)電(dian)流(liu)互感器(qi)或(huo)分流器(qi)的(de)特(te)性(xing)可(ke)能存在(zai)誤差，以(yi)及(ji)溫度變(bian)化等因素會(hui)影響(xiang)電(dian)路(lu)的性(xing)能，精度補(bu)償電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)對(dui)這(zhe)些(xie)誤差進行修(xiu)正(zheng)。例如(ru)，通過添(tian)加(jia)電(dian)阻(zu)、電(dian)容(rong)等(deng)元(yuan)件(jian)進行溫(wen)度補(bu)償，或(huo)者(zhe)通過調整放(fang)大(da)器(qi)的(de)增(zeng)益和(he)偏置(zhi)來(lai)校(xiao)正(zheng)電(dian)流(liu)互感器(qi)的(de)變(bian)比誤差。這(zhe)些(xie)補(bu)償措(cuo)施(shi)可(ke)以(yi)確保在(zai)不(bu)同的(de)工作(zuo)條件(jian)下(xia)，變(bian)送器(qi)的(de)測量精(jing)度都能保持(chi)在(zai)較高(gao)的水(shui)平。

　　三(san)、輸(shu)出(chu)部(bu)分

　　輸(shu)出(chu)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)

　　根據(ju)不(bu)同的(de)輸(shu)出(chu)方式（如(ru)電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)或(huo)電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)），會(hui)有(you)相(xiang)應(ying)的(de)輸(shu)出(chu)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)。對(dui)於(yu)電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)型(xing)變(bian)送器(qi)，驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)通常是壹(yi)個(ge)簡單(dan)的(de)緩沖放大器(qi)，它(ta)將(jiang)經(jing)過(guo)調理(li)後(hou)的信(xin)號進壹(yi)步緩沖和(he)放(fang)大，以(yi)確保輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)的穩(wen)定性(xing)和(he)帶(dai)負(fu)載能力。例如(ru)，在(zai)0-5V電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)的變(bian)送器(qi)中(zhong)，輸(shu)出(chu)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)將(jiang)信(xin)號放大(da)到合(he)適的幅(fu)度，並(bing)且能夠(gou)為外(wai)部(bu)連接的(de)數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)設(she)備(bei)提供(gong)穩(wen)定的(de)電(dian)壓(ya)信(xin)號。

　　對(dui)於(yu)電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)型(xing)（如(ru)4-20mA）變(bian)送器(qi)，輸(shu)出(chu)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)壹(yi)般(ban)包(bao)括壹(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)-電(dian)流(liu)轉換(huan)電(dian)路(lu)。這個(ge)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)將(jiang)經(jing)過(guo)調理(li)後(hou)的電(dian)壓(ya)信(xin)號轉換(huan)為(wei)標準(zhun)的電(dian)流(liu)信(xin)號。通常采(cai)用專(zhuan)用的(de)電(dian)壓(ya)-電(dian)流(liu)轉換(huan)芯(xin)片或(huo)者(zhe)由(you)運算(suan)放大(da)器(qi)等(deng)元(yuan)件(jian)組(zu)成的轉換(huan)電(dian)路(lu)。例如(ru)，通過壹(yi)個(ge)三(san)極(ji)管(guan)和(he)電(dian)阻(zu)網絡組(zu)成的簡單(dan)電(dian)壓(ya)-電(dian)流(liu)轉換(huan)電(dian)路(lu)，可(ke)以(yi)將(jiang)輸(shu)入(ru)的電(dian)壓(ya)信(xin)號線(xian)性(xing)地轉換(huan)為(wei)4-20mA的電(dian)流(liu)輸(shu)出(chu)，並(bing)且能夠(gou)保證輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)的準(zhun)確性(xing)和(he)穩(wen)定性(xing)。

　　輸(shu)出(chu)接口(kou)

　　單(dan)相(xiang)電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)接口(kou)用於(yu)與外(wai)部(bu)設備(bei)相(xiang)連。常見的接口(kou)類(lei)型(xing)有(you)接線(xian)端子、插(cha)頭(tou)插(cha)座等。接線(xian)端子通常用於(yu)工業(ye)環(huan)境(jing)中(zhong)，便(bian)於將(jiang)變(bian)送器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)信(xin)號連接到其他(ta)設備(bei)的(de)輸(shu)入(ru)端，如(ru)可(ke)編(bian)程(cheng)邏(luo)輯控(kong)制(zhi)器(qi)（PLC）、數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)器(qi)等(deng)。插(cha)頭(tou)插(cha)座則(ze)在(zai)壹(yi)些(xie)便(bian)攜式或(huo)小(xiao)型(xing)設備(bei)中(zhong)使用，方便(bian)用戶(hu)插拔連接。這(zhe)些(xie)接口(kou)的(de)設(she)計(ji)要考慮到電(dian)氣(qi)連接的(de)可(ke)靠性(xing)、接觸電(dian)阻(zu)等因(yin)素，以(yi)確保輸(shu)出(chu)信(xin)號能夠(gou)準(zhun)確地傳(chuan)輸(shu)到外(wai)部(bu)設備(bei)。

　　四、輔(fu)助(zhu)電(dian)源部(bu)分

　　電(dian)源輸(shu)入(ru)電(dian)路(lu)

　　單相(xiang)電(dian)流(liu)變(bian)送器(qi)需要壹(yi)個(ge)輔助(zhu)電(dian)源來為其內部(bu)電(dian)路(lu)提供(gong)工作(zuo)所需的電(dian)能。電(dian)源輸(shu)入(ru)電(dian)路(lu)負責(ze)將(jiang)外(wai)部(bu)提供(gong)的電(dian)源（如(ru)交(jiao)流(liu)220V或(huo)直流(liu)24V等）引入(ru)變(bian)送器(qi)內(nei)部(bu)。對(dui)於(yu)交(jiao)流(liu)電(dian)源輸(shu)入(ru)，通常會(hui)有(you)壹(yi)個(ge)降壓(ya)變(bian)壓器(qi)將(jiang)高電(dian)壓(ya)的交(jiao)流(liu)電(dian)轉(zhuan)換(huan)為(wei)合(he)適的低(di)電(dian)壓(ya)交(jiao)流(liu)電(dian)，然(ran)後(hou)再通過整流(liu)、濾(lv)波等(deng)電(dian)路(lu)將(jiang)其轉換(huan)為(wei)直流(liu)電(dian)供(gong)內部(bu)電(dian)路(lu)使用。對(dui)於(yu)直流(liu)電(dian)源輸(shu)入(ru)，可(ke)能只需要簡單的濾波和(he)穩(wen)壓電(dian)路(lu)就可(ke)以(yi)為(wei)內部(bu)電(dian)路(lu)提供(gong)穩(wen)定的(de)電(dian)源。

　　穩(wen)壓電(dian)路(lu)

　　為了(le)保證變(bian)送器(qi)內(nei)部(bu)電(dian)路(lu)在(zai)各(ge)種(zhong)工(gong)作條件(jian)下(xia)都(dou)能穩(wen)定工(gong)作(zuo)，需要穩(wen)壓電(dian)路(lu)。穩(wen)壓電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)采(cai)用線(xian)性(xing)穩(wen)壓器(qi)或(huo)者(zhe)開(kai)關穩(wen)壓器(qi)。線(xian)性(xing)穩(wen)壓器(qi)具有(you)結(jie)構簡單(dan)、輸(shu)出(chu)紋(wen)波小(xiao)等(deng)優點，但效率相(xiang)對(dui)較(jiao)低。開(kai)關穩(wen)壓器(qi)則(ze)效率較高(gao)，但可(ke)能會(hui)產生(sheng)壹(yi)定的(de)電(dian)磁(ci)幹擾。通過穩(wen)壓電(dian)路(lu)，可(ke)以(yi)為(wei)變(bian)送器(qi)的(de)電(dian)子元(yuan)件(jian)提供(gong)穩(wen)定的(de)直流(liu)電(dian)壓(ya)，確保其正常(chang)工(gong)作，避免(mian)因電(dian)源電(dian)壓(ya)波動(dong)而導致測量誤差或(huo)故障(zhang)。