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直流电压和电流测不准?选对这个配件了吗?


  来源: 横河测试测量 时间:2022-03-09 编辑:清风
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无纸记录仪GP20配合模拟输入模块可以测量DC电压、DC电流、热电偶、RTD、接点(半导体继电器扫描型),按照设定采集间隔,采集瞬时的电压值,测量精度最高可到±(读数的0.01%+5μV)。


我们来了解一下GP20采集直流电压和直流电流的内部原理。


1. 采集直流电压


GP20测量直流电压时的电路图如下所示:



测量的是分压器输出的直流电压,H、L是GP20输入端子,分压器的内部电阻R2和模拟输入模块中的输入电阻Rin并联,会产生一个新的组合电阻R',导致测量电压Vm产生测量误差。


举例说明:假设分压器的R1、R2分别为1MΩ和1KΩ,输入电阻为1MΩ

测量电压Vm=Vo×R'/(R1+R')

R'=1KΩ×1MΩ/(1KΩ+1MΩ)≈999Ω(下降约0.1%)


从上可知:由于R2下降了大约1KΩ的0.1%,因此测量电压也下降了0.1%。在被测物不变前提下,Rin大小影响了测量精度。如电压量程选择1V以下,Rin大小在10MΩ以上(测量量程和输入电阻Rin关系见文章结尾处)。按照上式计算R'可得R'≈999.9Ω,下降约0.01%,因为R2电阻值下降约0.01%以下,所以测量电压Vm的下降电压也是约0.01%。


2. 采集直流电流


有两种测量直流电流方法:一是使用电流输入型(GX90XA-10-C1)模块,另一种是用直流电压量程配合分流电阻使用,各自电路图如下:



上图H、L为模块输入端子,电流(mA)输出方式,直接串入直流电流即可。通用型方式,需接外部分流电阻,可看到外部分流电阻与输入电阻并联,要注意Rin对外部分流电阻影响。


示例:使用电流输入型模块,选择输入4-20mA和使用通用型模块直流电压6V量程和分流电阻250Ω进行测量时,直流电压6V量程,输入电阻Rin约1MΩ,作用在外部分流电阻上,产生一个组合电阻是250Ω×1MΩ/(250Ω+1MΩ)≈249.938Ω。约下降0.025%。电流输入型模块(C1),去除了1MΩ电阻影响,也就是去除了0.025%的下降。


综上所述,无论分流电阻如何精确,由于输入电阻Rin影响都会产生误差,而且还要注意用串入分流电阻方式测电流时,要注意电阻值范围,按照要求选择10~250Ω。


*补注:输入电阻Rin大小受电压量程影响,其关系如下图:



关键词:无纸记录仪GP20 直流电压 测量    浏览量:6009

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