In questo articolo discuteremo su come viene misurata la corrente elettrica nelle moderne applicazioni di Acquisizione Dati (DAQ), con tutti i dettagli per:

  • Scoprire quali sono i sensori ed i trasduttori di corrente ad oggi disponibili 
  • Imparare le basi per una misura di corrente accurata 
  • Comprendere come vengono utilizzati i vari sensori nelle applicazioni di misura di corrente

Sei pronto? Iniziamo!

Introduzione

Come la tensione, la corrente può essere corrente alternata (AC) o corrente continua (DC). La corrente elettrica è l'intensità o la velocità di flusso di una carica elettrica. Come per le misure di tensione, a volte abbiamo bisogno di misurare correnti molto piccole, cioè nell'intervallo dei microampere, mentre altre volte potremmo aver bisogno di misurare correnti molto elevate, come migliaia di ampere.

AC and DC current

Per gestire questa grande gamma di ampiezze, Dewesoft offre una varietà di trasduttori e sensori di corrente, compatibili con i condizionatori di segnale di tensione della nostra strumentazione di test di acquisizione dati.

I sistemi DAQ Dewesoft possono misurare le proprietà elettriche di tutti i principali tipi di sensore, inclusi tensione, corrente e altro. Questa combinazione di sensore e condizionatore di segnale permette di acquisire un'ampia gamma di correnti e renderla fruibile per la visualizzazione, l'archiviazione e l'analisi.

Ma quale sensore scegliere? Lo scopo di questo articolo è descrivere i diversi tipi di sensori di corrente disponibili, i loro pro e contro e le applicazioni che ogni tipo gestisce meglio.

Che cosa è la Corrente Elettrica?

Come accennato in precedenza, la corrente è l'intensità o la velocità di flusso di una carica elettrica. Nei sistemi DC, la corrente scorre in una direzione, anche nota come "unidirezionale". Fonti comuni di corrente continua includono batterie e celle solari.

AC versus DC electrical currentCorrente AC vs DC

Nei sistemi AC la corrente inverte le direzioni a una data frequenza. Nelle nostre aziende e nelle nostre case, l'alimentazione è AC a 50 Hz. Questa corrente alternata è tipicamente sinusoidale (ad es. Sotto forma di un'onda sinusoidale).

La fonte più tipica di AC è la centrale elettrica locale. La corrente creata dalle celle fotovoltaiche è DC e deve essere invertita in AC per alimentare le nostre case. Lo stesso vale per un UPS o un sistema di backup della batteria del computer: l'energia è immagazzinata in una batteria e deve essere invertita in AC per fornire alimentazione domestica.

La corrente alternata viene anche utilizzata in modo non sinusoidale per modulare le informazioni sul circuito come nei segnali radio e nella trasmissione del suono.

Audio signal recorder in Dewesoft X data acquisition softwareTipico segnale audio

L'unità di misura per la corrente usata dal Sistema Internazionale (SI) è Ampere, comunemente abbreviato con la parola "ampere" e scritto con il simbolo A.

La corrente, spesso, è anche scritta con la lettera I. Questo risale alla frase francese intensité de courant ("intensità di corrente" in italiano). Sia A che I sono abbreviazioni accettabili per la corrente.

La corrente AC e la corrente DC spesso sono rispettivamente abbreviate in AAC e ADC.

Un ampere equivale a un coulomb di carica elettrica che si sposta in un secondo (un coulomb contiene circa 6.242 × 1018 elettroni).

Come possiamo misurare la corrente?

Una corrente produce sempre un campo magnetico. Più forte è la corrente, più forte è il campo. Il campo generato si può misurare utilizzando varie tecniche come l'effetto Hall, l'induzione o flusso magnetico.

Sul mercato si trovano trasduttori basati sul principio di Effetto Hall e altri che ci consentono di misurare questo campo e quindi misurare la corrente.

È anche possibile collegare una resistenza di shunt all'interno del circuito stesso e misurare direttamente la corrente, come nel classico amperometro e shunt di corrente. Nelle sezioni che seguono analizzeremo entrambi i metodi.

Ulteriori informazioni su Dewesoft e sulla misurazione di tensione / corrente:

Dewesoft PRO Training > Voltage Measurement

Dewesoft PRO Training > Current Measurement

Sensori di Corrente Open Loop e Closed Loop

Potresti sentire parlare dei sensori di corrente open loop e closed loop. Quali sono le differenze?

I sensori di corrente ad open loop sono meno costosi rispetto alle varietà closed loop come i sensori di corrente Zero Flux. Sono costituiti da un sensore ad effetto Hall montato nello spazio di un nucleo magnetico. L'uscita dal sensore ad effetto Hall viene amplificata e misura il campo creato dalla corrente senza entrare in contatto con essa. Ciò fornisce l'isolamento galvanico tra il circuito e il sensore.

Open-loop current sensorsSensore di corrente open loop

Alcuni sensori di corrente open loop hanno un'elettronica di compensazione che riduce la deriva causata dalle variazioni della temperatura ambiente. Rispetto ai sensori closed loop, i sensori open loop sono più piccoli e meno costosi. Hanno requisiti di alimentazione bassi e possono essere utilizzati per misurare sia le correnti AC che DC. Allo stesso tempo, non sono precisi come i loro cugini closed loop: sono soggetti a saturazione e forniscono una inferiore compensazione della temperatura e immunità ai disturbi elettromagnetici.

I sensori di corrente closed-loop utilizzano un circuito di controllo del feedback per fornire un'uscita proporzionale all'ingresso. Rispetto ai sensori ad open loop, questo design di feedback closed loop fornisce intrinsecamente una maggiore precisione e linearità, nonché una migliore compensazione della deriva della temperatura e immunità ai disturbi elettromagnetici.

Closed-loop current sensorSensore di corrente ad closed loop

Con i sensori open loop, la deriva causata dalla temperatura o qualsiasi non linearità nel sensore causerà un errore. D'altra parte, i sensori closed loop utilizzano una bobina che viene azionata attivamente creando un campo magnetico che si oppone al campo generato dalla corrente che si sta misurando. Questo è il "closed loop" che fornisce una maggiore precisione e prestazioni di saturazione.

Allora qual è il migliore? Dipende interamente dall'applicazione. Il minor costo, le dimensioni e i requisiti di alimentazione rendono i sensori di corrente open loop molto popolari. Ciò è in qualche modo compensato dalla loro suscettibilità alla saturazione, questo significa che per evitare questo problema devono essere "sovradimensionati" in alcune applicazioni.

I sensori di corrente closed loop sono favoriti nelle applicazioni che richiedono una migliore accuratezza possibile e resistenza alla saturazione o che vengono utilizzati in ambienti con temperature estreme o in presenza di disturbi elettromagnetici.

I sensori di corrente open-loop si trovano in applicazioni come:

  • Circuiti alimentati a batteria (a causa del loro basso profilo di potenza)
  • Applicazioni di azionamento in cui la precisione della coppia non deve essere elevata
  • Misura della corrente di ventole e pompe
  • Macchine per saldatura
  • Sistemi di gestione della batteria
  • Azionamenti a velocità variabile
  • Applicazioni di alimentazione non interrompibile

I sensori di corrente closed loop si trovano in applicazioni come:

  • Azionamenti a velocità variabile (quando precisione e linearità sono fondamentali)
  • Servo controls
  • Protezione da sovracorrente
  • Rilevatori di guasti a terra
  • Azionamenti industriali AC e DC
  • Controllo di Robot
  • Applicazioni di misura dell'energia

Come con ogni sensore, il risultato finale desiderato dovrebbe essere il fattore determinante nella scelta del tipo di sensore.

Applicazioni di Misura di Corrente

Come componente fondamentale dell'elettricità, la misura accurata della corrente è essenziale in innumerevoli applicazioni. Riesci a immaginare un'azienda elettrica che non sa quanti ampere sta generando? O che non sa quanta energia utilizzano i suoi clienti?

Sarebbe assurdo, ovviamente. Ma ci sono milioni di altri scopi e requisiti per la misura di corrente. In effetti, questi requisiti possono essere classificati come open loop o closed loop.

Da notare che questi termini non devono essere confusi con le tecnologie open loop e closed loop dei sensori, descritte nella sezione precedente. Con questi termini qui ci riferiamo all'uso che facciamo della misura di corrente per controllo ad anello aperto (open loop) o controllo ad anello chiuso (closed loop).

In un'applicazione di misura della corrente ad anello chiuso, la misura di corrente ci serve per realizzare un controllo in tempo reale. Le applicazioni includono:

  • Componenti in cui la corrente deve essere limitata per non superare un certo livello, ad esempio, alimentatori switching e caricabatterie, per citarne alcuni.
  • Funzioni di spegnimento automatico dei sistemi critici in base all'assorbimento di corrente.
  • Elettrovalvole controllate in corrente utilizzate in automobili, aerei, ecc.
  • Il controllo della corrente di polarizzazione dell'amplificatore di potenza.
  • E molti altri.

Nelle applicazioni di misura della corrente ad anello aperto, non è necessario il controllo in tempo reale,  il valore della corrente è necessaria per molteplici scopi, tra cui:

  • R&D su motori elettrici in automobili, treni, prodotti di consumo, ecc.
  • Consumo di energia a fini di ricavo.
  • Testare le prestazioni degli attuatori utilizzati su aerei, razzi, ecc.
  • Misurare l'assorbimento di corrente di treni elettrici dal terzo binario o dalla catenaria.
  • Applicazioni di Power Quality sia per i produttori che per i consumatori di energia.
  • Letteralmente milioni di applicazioni in ambito di ricerca, produzione, automobilistico, aerospaziale, militare, scienze della salute, istruzione, automazione industriale e altro ancora.

Principali Tipologie di Sensore di Corrente

Dewesoft current sensors

Sul mercato si trovano diversi sensori di corrente e trasduttori di corrente che utilizzano diverse tecnologie di misura, ciascuno adattato all'ambiente di misura e all'intervallo di corrente che si intende misurare. Ad esempio, i requisiti per misurare i microampere (µA) sono molto diversi da quelli richiesti per misurare migliaia di ampere. Di seguito, esamineremo ogni tipo di sensore e descriveremo la sua teoria di funzionamento e la sua applicazione.

  Shunt Hall Effect CT Rogowski Zero Flux
Tipo di connessione Diretta Indiretta Indiretta Indiretta Indiretta
Corrente AC and DC AC and DC AC AC AC and DC
Precisione Elevata Media Media Bassa Elevata
Range Basso Medio Elevato Medio Elevato
Drift Bassa Media Media Elevata Bassa
Isolamento No 1) Si Si Si Si

1) Gli shunt possono essere isolati tramite un condizionatore di segnale interno o esterno, ma non sono intrinsecamente isolati

Come accennato in precedenza, esistono due metodi principali per misurare la corrente:

  • Per contatto diretto con la corrente (ovvero uno shunt / amperometro)
  • Misurando il campo elettromagnetico o il flusso di corrente

Contatto Diretto con la Corrente

Il modo più comune per misurare la corrente è collegare l'amperometro (un dispositivo per misurare la corrente) o una resistore shunt in serie al circuito. Un amperometro o uno shunt amperometrico non è altro che un resistore estremamente preciso. Quando iseriamo un resistore di precisione su un circuito, si verificherà una caduta di tensione su di esso. L'uscita del sensore shunt viene misurata dal sistema di acquisizione dati, che applica la legge di Ohm per determinare l'amperaggio che scorre attraverso il circuito.

Si noti che il range di corrente massimo che un dato amperometro è in grado di misurare è limitato dal valore del suo resistore. Pertanto, una pratica comune è quella di aggiungere un ulteriore resistore di shunt in parallelo per aumentare il campo di misura massimo della nostra strumentazione di prova.

Tale limitazione è il motivo per cui la connessione diretta ai conduttori elettrici di un circuito è più utilizzata in applicazioni a bassa corrente, ma raramente in applicazioni a corrente elevata, dove i sensori di misura indiretta come pinze amperometriche e bobine flessibili sono molto più diffusi.

Misura della Corrente di Shunt

Quando si collega un resistore a bassa resistenza in serie con un circuito, la corrente scorre attraverso il resistore shunt -R- e genera una caduta di tensione.

Typical shunt measurement hook up schemeCollegamento tipico della misura shunt in un circuito semplice

Possiamo misurare la caduta di tensione e applicare la legge di Ohm per calcolare la corrente.

Graphical representation of Ohm's lawRappresentazione grafica della Legge di Ohm

La legge di Ohm descrive la relazione tra tensione (V), corrente (I), e resistenza (R). Se ne conosciamo due elementi su tre, possiamo facilmente calcolare il terzo tramite semplice aritmetica. Il diagramma sopra illustra i tre modi in cui la legge di Ohm può essere espressa:

I = V/R  o  V = IR  o R = V/I

Quindi se conosciamo la caduta di tensione e la resistenza, possiamo calcolare la corrente con la formula I = V/R.

Il resistore di shunt dovrebbe essere scelto secondo un appropriato range di tensione e corrente, perché una resistenza troppo alta influenzerà la misura e sprecherà anche energia, distorcendo la misura quando il resistore si riscalda. Questa perdita di energia è pari a:

I2 * R

Inoltre, la precisione del resistore è un fattore importante, poiché ciò influisce direttamente sulla precisione della misura stessa.

Dewesoft DSIi-10A current shuntShunt di Corrente DSIi-10A Dewesoft

Dewesoft offre diversi shunt di corrente di dimensioni compatte, ciascuno progettato con un diverso resistore all'interno, destinato a misurare diversi intervalli di corrente. Questi shunt sono stati progettati per avere il minor effetto possibile sul circuito stesso.

Gli adattatori DSI possono essere collegati praticamente a tutti i dispositivi di acquisizione dati Dewesoft. Gli ingressi analogici isolati degli amplificatori Dewesoft sono un fattore importante per garantire misure accurate, poiché lo shunt è collegato direttamente al circuito da misurare e l'isolamento tra il circuito e il sistema di misura è sempre importante. Gli ingressi isolati permettono di posizionare lo shunt sul lato a bassa tensione o alta tensione del circuito e non preoccuparsi di un loop di terra o di errori di misura di modo comune.


Considerando ancora una volta la legge di Ohm e la naturale interconnessione tra tensione, corrente e resistenza, è assolutamente chiaro che un sistema DAQ deve essere in grado di effettuare una misura della tensione e della resistenza molto accurata per effettuare una misura accurata della corrente.

IOLITE STG con Shunt di Corrente Integrato

Alcuni condizionatori di segnale Dewesoft dispongono di uno shunt incorporato per misurare piccole correnti. Prendiamo ad esempio il condizionatore di segnale STG della serie di acquisizione dati IOLITE e IOLITEd. Questo modulo è di tipo universale, il che significa che può gestire un'ampia gamma di sensori e tipi di ingresso.

Ad esempio, può gestire estensimetri in configurazioni a ponte intero, mezzo ponte e quarto di ponte, tensioni fino a 50 V, sensori potenziometrici e correnti fino a 20 mA. Inoltre, gli adattatori della serie DSI possono essere utilizzati per consentirgli di gestire termocoppie, sensori RTD, sensori di posizione LVDT, tensioni fino a 200 V, correnti fino a 5 A, accelerometri IEPE e altro.

IOLITE DAQ and control systemSistema DAQ IOLITE con diversi moduli
(6xSTG con 6 ingressi analogici nei primi due slot)

L'IOLITE 6xSTG dispone di sei ingressi differenziali con protezione da sovratensione e alimentazione del sensore da ciascuno dei suoi ingressi universali e velocità di campionamento fino a 20 kS/s/ch.

Per la misura di corrente, ha una resistenza shunt incorporata da 50 Ω che può essere abilitata via software, consentendo agli ingegneri di misurare la corrente fino a 2 mA o 20 mA, selezionabile dall'utente.

Gli chassis IOLITE sono disponibili in un modello da banco “IOLITEs”, che accetta fino a 8 moduli multicanale (visti nella foto sopra). Per installazioni permanenti è disponibile il modello “IOLITEr”, realizzato per montaggio a rack standard da 19”. Questo modello ha 12 slot per i moduli:

IOLITEr chassis in 19 inch rack configuationModello rack IOLITEr

Entrambi i modelli IOLITE sono dotati di alimentatori a doppia ridondanza per prestazioni affidabili in applicazioni critiche. Entrambi hanno anche due bus EtherCAT in esecuzione in parallelo. Il bus primario viene utilizzato per l'acquisizione di dati bufferizzati a piena velocità su un disco rigido di un PC che esegue il software DEWESoft X. Il bus secondario viene utilizzato principalmente per il feed di dati a bassa latenza in tempo reale a qualsiasi sistema di controllo basato su EtherCAT di terze parti.

IOLITE è un sistema DAQ unico che collega i mondi del controllo in tempo reale e dell'acquisizione dati ad alta velocità, combinandoli in un unico strumento affidabile.

Misura del Campo Elettromagnetico o del Flusso di Corrente

Poiché la corrente genera sempre un campo magnetico proporzionale alla quantità di corrente, possiamo misurare questo campo utilizzando una varietà di sensori e quindi conoscere la corrente.

Ora diamo un'occhiata ad alcuni dei più comuni sensori e trasduttori di corrente, ai loro principi di funzionamento di base e a come utilizzarli nel modo migliore.

Misura con Sensore ad Effetto Hall

I sensori ad effetto Hall funzionano in linea di principio misurando i campi magnetici. Nel 1879, vent'anni prima che l'elettrone fosse scoperto, il fisico americano Edwin Hall osservò che quando la corrente scorre attraverso un conduttore, gli elettroni si muovono in linea retta. Tuttavia, quando questo conduttore è esposto a un campo magnetico, la forza di Lorentz agisce su di esso e il percorso degli elettroni viene curvato.

Inoltre, quando gli elettroni vengono spinti verso un lato del conduttore, si crea una differenza di potenziale ai capi del conduttore. Hall ha osservato che questa differenza di potenziale era direttamente e linearmente proporzionale alla forza del campo magnetico.

Questa differenza di tensione potenziale, misurata tra i lati (o "piani") del conduttore, è chiamata tensione di Hall.

L'effetto Hall è stato adottato per migliaia di applicazioni, inclusi interruttori di prossimità, circuiti di controllo della velocità del motore, tachimetri, sensori di posizione lineare e persino come sensore del livello del carburante nelle automobili. Ma ci focalizzeremo, in particolare, sulla sua applicazione con i sensori di corrente.

Typical Hall Effect Current SensorTipico Sensore di Corrente Effetto Hall

Le pinze amperometriche ad effetto Hall funzionano facendo passare il conduttore attraverso il loro nucleo aperto. Pertanto, forniscono un metodo senza contatto per misurare le correnti AC e DC. Richiedono pochissima potenza, quindi possono essere alimentate direttamente da un preamplificatore SIRIUS con connettore DSUB9. Non è necessaria alcuna alimentazione aggiuntiva.

Non sono precisi come le pinze amperometriche flux gate o i trasduttori zero flux, ma offrono un range di misura molto più ampio.

I sensori ad effetto Hall sono disponibili sia in versione open loop che closed loop. I sensori a closed loop integrano un avvolgimento di compensazione e un migliore condizionamento del segnale a bordo, rendendoli più precisi dei loro fratelli open loop.

  DS-CLAMP-150DC DS-CLAMP-150DCS DS-CLAMP-1800DC
Tipologia Sensore di Hall Sensore di Hall Sensore di Hall
Range 200 A DC o 150 A AC rms 290 A DC o 150 A AC rms 1800 A DC o AC rms
Brandwidth DC a 100 kHz DC a 100 kHz DC a 20 kHz
Precisione 1 % + 2 mA 1 % + 2 mA 0 - 1000 A: ±2.5 % of reading ±0.5 A
1000 - 1500 A: ±3.5 % of reading
1500 - 1800 A: ±5 % of reading
Sensitivity 20 mV/A 20 mV/A 1 mV/A
Risoluzione ±1 mA ±1 mA ±1 mA
Overload Capability 500 A DC (1min) 500 A DC (1min) 2000 A DC (1min)
TEDS Completamente supportato Completamente supportato Completamente supportato
Dimensioni 205 mm x 60 mm x 15 mm
(Apertura pinza d = 32 mm)
106 mm x 100 mm x 25 mm
(Apertura pinza d = 25 mm)
205 mm x 60 mm x 15 mm
(Apertura pinza d = 32 mm)

Sensori di Corrente a Effetto Hall di marca Dewesoft

Il DS-CLAMP-150DC e 150DCS possono essere collegati direttamente a un amplificatore Sirius® LV o Sirius® HS-LV con un connettore DSUB9. Il DS-CLAMP-1800DC può essere collegato direttamente a tutti gli amplificatori DEWESoft® con connettore DSUB9 (es.Sirius® LV-DB9).

Typical hall effect current clamp sensor from DewesoftTipico Sensore Effetto Hall di Dewesoft

Specifiche dettagliate sui sensori di corrente di Dewesoft.

Misura Trasformatore di corrente (CT)

I trasformatori di corrente (CTs) vengono utilizzati per misurare la corrente alternata (AC). Sono sensori induttivi costituiti da un avvolgimento primario, un nucleo magnetico e un avvolgimento secondario.

Essenzialmente, una corrente elevata viene trasformata in una più bassa utilizzando un vettore magnetico, quindi è possibile misurare correnti molto elevate in modo sicuro ed efficiente. Nella maggior parte dei CTs, l'avvolgimento primario ha pochissime spire, mentre l'avvolgimento secondario ha molte più spire. Questo rapporto di spire tra il primario e il secondario determina di quanto l'entità del carico di corrente viene ridotta.

Typical Current TransformerTipico Trasformatore di Corrente

La corrente alternata rilevata dall'avvolgimento primario produce un campo magnetico nel nucleo, che induce una corrente nell'avvolgimento secondario. Questa corrente viene convertita all'uscita del sensore.

Sono disponibili come configurazione split-core (apribili) in Dewesoft, che consente comode possibilità di collegamento poiché il circuito non ha bisogno di essere alterato in alcun modo. Puoi semplicemente aprire le pinze e rilasciarle attorno al filo, rendendo queste pinze amperometriche AC particolarmente comode da usare.

Trasformatori di Corrente CT a marchio Dewesoft

  DS-CLAMP-5AC DS-CLAMP-15AC DS-CLAMP-200AC DS-CLAMP-1000AC
Tipologia Iron-Core Iron-Core Iron-Core Iron-Core
Range 5 A 15 A 200 A 1000 A
Bandwidth 5 kHz 10 kHz 10 kHz 10 kHz
Precisione 0.5 % per 12A
0.5 % per 5A
1% per 500mA
2% per 5mA
1% per correnti di 1-15A
2.5% per correnti < 1A
1% per correnti di 100-240A
2.5% per correnti di 10-100A
3.5% per correnti di 0.5 - 10 A
0.3% per correnti di100A - 1200 A
0.5% per correnti di 10A - 100 A
2% per correnti < 1A
Phase ≤ 2,5° ≤3° per correnti di 1-15A
≤5° per correnti <1A
≤2.5° per correnti di 100-240A
≤5° per correnti di 10-100A
Non specificato per correnti di of 0.5 - 10 A
0.7° per correnti di 100A - 1200 A
1° per correnti di 10A - 100 A
Non specificato per correnti di < 1A
TEDS Completamente supportato Completamente supportato Completamente supportato Completamente supportato
Sensibilità 60 mV/A 100 mV/A 10 mV/A 1 mV/A
Risoluzione 0.01 A 0.01 A 0.5 A 0.001 A
Overload Capability Fattore di cresta di 3 Fattore di cresta di 3 Fattore di cresta di 3 1200 A per 40 minuti
Dimensioni 102 mm x 34 mm x 24 mm
(Apertura Pinza d = 15 mm)
135 mm x 51 mm x 30 mm
(Apertura Pinza d = 20 mm)
135 mm x 51 mm x 30 mm
(Apertura Pinza d = 20 mm)
216 mm x 111 mm x 45 mm
(Apertura Pinza d = 52 mm)

Dewesoft Iron Core CT Current ClampPinza amperometrica Dewesoft con Nucleo in Ferro

Le pinze amperometriche AC Iron Core necessitano di pochissima potenza, quindi possono essere alimentati direttamente da un preamplificatore SIRIUS con un connettore DSUB9. Non è necessaria alcuna alimentazione aggiuntiva. Hanno larghezze di banda da 2 Hz a 10 kHz (da 2 Hz a 5 kHz per DS-CLAMP-5AC) e fino a 10kHz per gli altri modelli della serie. Queste pinze amperometriche possono essere collegate direttamente a tutti gli amplificatori Dewesoft con connettori DSUB9 (come il Sirius-LV).

Specifiche dettagliate sui sensori di corrente di Dewesoft.

Misura con sensore di corrente Rogowski

I sensori Rogowski hanno il vantaggio di poter avvolgere grandi fasci di cavi, sbarre collettrici e conduttori di forma irregolare, cosa che le normali pinze amperometriche non possono fare.

Sono realizzati per misura AC e presentano una bassa induttanza, questo significa che possono rispondere a correnti in rapida evoluzione. L'assenza di nucleo in ferro li rende altamente lineari, anche se sottoposti a correnti molto grandi. Forniscono prestazioni eccellenti durante la misurazione del contenuto armonico. Sono necessari un piccolo integratore e un circuito di alimentazione integrato in ogni sensore DS-FLEX.

Typical Rogowski CoilTipico Schema della Bobina Rogowski

Nel codice del prodotto, il numero 300, 3000 o 30.000 si riferisce all'amperaggio massimo che possono leggere. Il numero finale si riferisce alla lunghezza del sensore in cm. Quindi, ad esempio, il DS-FLEX-3000-80 può leggere fino a 3000 AAC e ha una lunghezza del sensore di 80 cm.

Sensori di Corrente Dewesoft Rogowski Coil “FLEX”

  DS-FLEX-3000-17 DS-FLEX-3000-35 DS-FLEX-3000-35HS DS-FLEX-3000-80 DS-FLEX-30000-120
Type Rogowski coil Rogowski coil Rogowski coil Rogowski coil Rogowski coil
Range 3, 30, 300, 3000 A
ACrms
3, 30, 300, 3000 A
ACrms
3000 A
ACrms
3, 30, 300, 3000 A
ACrms
30, 300, 3000, 30000 A
ACrms
Banda 3A: 10 Hz a 10 kHz
Altri: 10 Hz a 20 kHz
3A: 10 Hz a 10 kHz
Altri: 10 Hz a 20 kHz
5 Hz - 1MHz 3A: 10 Hz a 10 kHz
Altri: 10 Hz a 20 kHz
3A: 10 Hz a 5 kHz
Altri: 10 Hz a 20 kHz
Precisione <1.5 % <1.5 % <1.5 % <1.5 % <1.5 %
Lunghezza sensore 170 mm (Ø 45 mm) 350 mm (Ø 100 mm) 350 mm (Ø 100 mm) 800 mm (Ø 250 mm) 1200 mm (Ø 380 mm)
TEDS Non supportato Non supportato Completamente supportato Non supportato Non supportato

Dewesoft DS-FLEX Rogowski coil current sensorSensore di corrente Dewesoft DS-FLEX-3000 Rogowski coil

Questi sensori possono essere collegati direttamente a tutti gli amplificatori DEWESoft® con connettori DSUB9 (es.SIRIUSi LV).

Si noti che la misura della corrente AC è effettuata come vero valore efficace (o true RMS).

Specifiche dettagliate sui sensori di corrente di Dewesoft.

Misura di Sensori Zero Flux

Un sensore di corrente Zero Flux aka "FluxGate" è simile a un sensore di corrente ad effetto Hall, tranne per il fatto che utilizza un'avvolgimento invece di un sistema a effetto Hall. La maggiore precisione che ne risulta rende questi sensori ideali per applicazioni industriali, aerospaziali e di altro tipo che richiedono misure ad alta precisione. I trasduttori di corrente Zero Flux misurano la corrente con isolamento galvanico. Riducono le correnti ad alta tensione a livelli molto più bassi che possono essere facilmente letti da qualsiasi sistema di misura.

Typical Zero Flux FluxGate Sensor schemeTipico Sensore Zero Flux / FluxGate

Utilizzano due avvolgimenti che funzionano in saturazione per misurare la corrente continua, un avvolgimento per la corrente alternata e un avvolgimento aggiuntivo per la compensazione. Questo tipo di misura della corrente è molto precisa grazie alla compensazione del flusso zero. Perché? Normalmente un nucleo magnetico mantiene un flusso magnetico residuo, che peggiora la precisione della misura. Nei trasduttori a flusso zero questo flusso parassita viene annullato.

I trasduttori a flusso zero sono ideali quando è richiesta un'elevata precisione AC/DC e/o un'elevata larghezza di banda (fino a 1 MHz). Sono molto lineari e hanno una fase bassa e un errore di offset.Si tratta di sensori complessi e costosi, per applicazioni semplici si consigliano i sensori di corrente delle sezioni precedenti.

La tecnologia Flux estende questo principio utilizzando una bobina magnetica come elemento di rilevamento invece di un elemento Hall. Inoltre, si tratta di un sensore closed loop, il che significa che un avvolgimento secondario viene utilizzato per eliminare offset che possono portare ad imprecisioni di misura. I sensori di flusso possono gestire anche forme d'onda AC e DC molto complesse e sono generalmente identificati per fornire un'eccellente accuratezza, linearità e larghezza di banda sono caratteristiche essenziali di qualsiasi analizzatore di retewattmetro.

Pinze di Corrente FluxGate Dewesoft

Dewesoft offre diverse pinze amperometriche FluxGate che possono essere utilizzate in combinazione con i nostri sistemi SIRIUS. Queste pinze FluxGate hanno specifici requisiti di alimentazione e necessitano dell'alimentatore SIRIUSi-PWR-MCTS2.
 

  DS-CLAMP-200DC DS-CLAMP-500DC DS-CLAMP-500DCS DS-CLAMP-1000DS
Type Flux gate sensor Flux gate sensor Flux gate sensor Flux gate sensor
Range 200 A DC or AC RMS 500 A DC or AC RMS 500 A DC or AC RMS 1000 A DC or AC RMS
Banda DC to 500 kHz DC to 100 kHz DC to 200 kHz DC to 20 kHz
Precisione ±0.3 % of reading ±40 mA ±0.3 % of reading ±100 mA ±0.3 % of reading ±100 mA ±0.3 % of reading ±200 mA
Sensibilità ±10 mV/A ±4 mV/A ±4 mV/A ±2 mV/A
Risoluzione ±1 mA ±1 mA ±1 mA ±1 mA
Overload Capability 500 A (1min) 1000 A DC 720 A DC 1700 A DC
TEDS Completamente supportato Completamente supportato     Completamente supportato     Completamente supportato    
Dimensioni 153 mm x 67 mm x 25 mm
(Clamp opening d = 20 mm)
116 mm x 38 mm x 36 mm
(Clamp opening d = 50 mm)
153 mm x 67 mm x 25 mm
(Clamp opening d = 20 mm)
238 mm x 114 mm x 35 mm
(Clamp opening d = 50 mm)

Specifiche dettagliate sui sensori di corrente di Dewesoft.

Trasformatori di Corrente Zero Flux Dewesoft

Dewesoft offre diversi trasformatori di corrente Zero Flux abbinati ai nostri sistemi SIRIUS DAQ. I particolari requisiti di alimentazione richiedono che questi sensori vengano utilizzati con gli alimentatori SIRIUSi-PWR-MCTS2 o SIRIUSir-PWR-MCTS2.

Dewesoft Zero Flux Current Transducers / Transformers

  IT-60-S T-200-S IT-400-S IT-700-S IT-1000-S IN-1000-S IN-2000-S
Range Corrente Primaria DC
RMS Sinus
60 A 200 A 400 A 700 A 1000 A 1000 A 2000 A
Overload Ability Short Time (100 ms) 300 Apk 1000 Apk 2000 Apk 3500 Apk 4000 Apk 5000 Apk 10000 Apk
Max. burden resistor (100 % of Ip) 10 ohm 10 ohm 2.5 ohm 2.5 ohm 2.5 ohm 4 ohm 3.5 ohm
di/dt (accurately followed) 25 A/μs 100 A/μs 100 A/μs 100 A/μs 100 A/μs 100A/μs 100A/μs
Influenza temperatura < 2.5 ppm/K < 2 ppm/K < 1 ppm/K < 1 ppm/K < 1 ppm/K < 0.3 ppm/K <0.1 ppm/k
Output Ratio 100 mA a 60 A 200 mA a 200 A 200 mA a 400 A 400 mA a 200 A 1 A a 1000 A 666 mA a 1000 A 1A a 2000 A
Banda (0.5 % of Ip) DC ... 800 kHz DC ... 500 kHz DC ... 500 kHz DC ... 250 kHz DC ... 500 kHz DC ... 440 kHz DC ... 140 kHz
Linearità < 0.002 % < 0.001 % < 0.001 % < 0.001 % < 0.001 % < 0.003 % < 0.003 %
Offset < 0.025 %  0.008 % < 0.004 % < 0.005 % < 0.005 % < 0.0012 % < 0.0012 %
Frequency Influence 0.04 %/kHz 0.06 %/kHz 0.06 %/kHz 0.12 %/kHz 0.06 %/kHz 0.1 %/kHz 0.1 %/kHz
Angular Accuracy < 0.025° + 0.06°/kHz < 0.025° + 0.05°/kHz < 0.025° + 0.09°/kHz < 0.025° + 0.18°/kHz < 0.025° + 0.09°/kHz < 0.01° + 0.05°/kHz < 0.01° + 0.075°/kHz

Rated isolation voltage RMS, single isolation
CAT III, pollution deg. 2
IEC 61010-1 standards
EN 50178 standards

2000 V
1000 V
2000 V
1000 V
2000 V
1000 V
1600 V
1000 V
300 V
300 V
X X
Test voltage 50/60 Hz, 1 min 5.4 kV 5.4 kV 5.4 kV 4.6 kV 3.1 kV 4.2 kV 6 kV
Inner diameter 26 mm 26 mm 26 mm 30 mm 30 mm 38 mm 70 mm
DEWESoft® Shunt 5 Ω 5 Ω 2 Ω 2 Ω 1 Ω 1 Ω 1 Ω

Specifiche dettagliate sui sensori di corrente di Dewesoft.

Isolamento e Filtraggio

L'isolamento e il filtraggio sono aspetti critici di qualsiasi strumento di acquisizione dati o sistema di test.

Isolamento

L'isolamento è particolarmente critico quando si effettuano misure dirette del circuito, ovvero utilizzando il metodo shunt. L'isolamento integrato praticamente in tutti i condizionatori di segnale e preamplificatori Dewesoft è piuttosto elevato e sufficiente per isolare adeguatamente il sistema di misura dall'oggetto in prova.

Ciò garantisce l'integrità delle misure e protegge dai cortocircuiti. Inoltre, consente di posizionare lo shunt sul lato a bassa tensione o sul lato ad alta tensione del circuito, fornendo ulteriore flessibilità. Le misure con shunt low-side sono tipicamente preferite, perchè presentano un basso passaggio di corrente attraverso lo shunt, ciò significa che al condizionatore di segnale viene fornita un'uscita ad alta impedenza. Ma ci sono due svantaggi nella misura con shunt low-side (lato bassa tensione):

  • Lo shunt non rileverà un guasto se il resistore viene cortocircuitato a terra
  • Gli shunt low-side non sono adatti per misurare più carichi, o carichi che vengono indipendentemente spenti e accesi.

Pertanto, a volte è richiesta la misura della corrente di shunt high-side (lato alta tensione), utilizzando i preamplificatori differenziali e isolati di Dewesoft.

Filtraggio

Il filtraggio è un'altra funzione critica di qualsiasi sistema di acquisizione dati ad alte prestazioni. Il rumore elettrico e le interferenze sono una sfida quotidiana per gli ingegneri di test. Può essere indotto da luci fluorescenti, altre apparecchiature elettriche e innumerevoli altre fonti.

I condizionatori di segnale Dewesoft forniscono nell'hardware un potente filtro passa-basso che consente agli ingegneri di sopprimere le frequenze sopra un certo livello. E nel software DEWESoft è disponibile un'ampia gamma di filtri passa-basso, passa-alto, passa-banda e taglia-banda che possono essere applicati in tempo reale o al termine della misura.