电压变送器工作原理

电压变送器是一种将被测交流电压或直流电压转换为按线性比例输出的直流电流或直流电压信号的仪器，在电力系统、工业自动化等领域有着广泛的应用。以下是其详细介绍：

工作原理

· 交流电压变送器：先通过电压互感器将被测交流电压变换为较低的交流电压，然后经过整流、滤波电路将交流信号转换为直流信号，再经放大、线性化处理等环节，最终输出与被测交流电压成线性比例的直流电流或直流电压信号。

· 直流电压变送器：通常利用电阻分压原理将被测直流电压降低到合适的范围，然后通过放大器等电路对信号进行放大和处理，使其输出与被测直流电压成比例的标准直流信号。部分直流电压变送器也会采用霍尔效应原理，通过检测被测电压产生的磁场来间接测量电压。

结构组成

· 输入电路：主要由电压互感器（交流电压变送器）或分压电阻（直流电压变送器）等组成，用于将被测高电压转换为适合变送器内部电路处理的低电压信号。

· 信号处理电路：对输入电路输出的信号进行放大、滤波、整流、线性化等处理，以提高信号的质量和精度，确保输出信号能够准确反映被测电压的大小。

· 电源电路：为变送器提供稳定的工作电源，一般具有隔离和稳压功能，以防止外部电源波动和干扰对变送器测量精度的影响。

· 输出电路：将经过处理的信号进行输出，常见的输出形式有 4 - 20mA 直流电流输出、0 - 5V 或 0 - 10V 直流电压输出等，可满足不同测量和控制设备的接口要求。

作用和应用场景

· 作用：将电力系统或工业生产过程中的高电压信号转换为便于测量、传输和处理的标准信号，实现电压信号的远距离传输和隔离，避免强电信号对测量和控制设备的干扰，同时对电压信号进行精确测量和线性化处理，为后续的监测、控制和保护装置提供准确的电压数据。

· 应用场景：在电力系统中，用于监测发电机、变压器、母线等的电压，为电力系统的电压调节、保护和计量提供数据支持。在工业自动化领域，广泛应用于各种电气设备的电压监测和控制，如变频器、配电柜等，以确保设备在正常电压范围内运行，防止过电压或欠电压对设备造成损坏。此外，在智能建筑、轨道交通、通信基站等领域，电压变送器也被用于对供电系统的电压进行实时监测和管理，保障系统的稳定运行。