Les capteurs Lem (tels que les capteurs de courant, les capteurs de tension) sont des éléments clés utilisés dans l'électronique de puissance et les systèmes de contrôle industriels pour mesurer avec précision le courant ou la tension et sont largement utilisés dans des scénarios tels que l'entraînement du moteur, l'inversion photovoltaïque, la gestion de l'alimentation, etc. Sa défaillance peut entraîner une défaillance du contrôle du système, des dommages à l'équipement et même des incidents de sécurité. Le système explique comment déterminer si un capteur Lem est défectueux en termes de phénomènes de défaillance, de méthodes de détection, de causes de défaillance courantes et de mesures de traitement:

I. phénomène de défaillance commun

1. Anomalie du signal de sortie

• Pas de sortie: l'alimentation du capteur est normale, mais le courant / tension de sortie est toujours à 0 ou proche de 0.
• Saturation de la sortie: la valeur de sortie est fixée à une valeur maximale (par exemple 20 ma) ou minimale (par exemple 4 MA) et ne varie pas avec le signal mesuré.
• Fluctuations de la sortie: la valeur de sortie bat aléatoirement et ne peut pas refléter le signal mesuré de manière stable.
• Offset de sortie: décalage du point zéro (par exemple, sortie ≠ 0ma / V sans courant) ou décalage de l'échelle (par exemple, sortie ≠ nominale à pleine échelle).

2. Anomalie de puissance

• Tension d'alimentation instable: tension d'alimentation inférieure à la valeur nominale (telle que ± 15V alimentation du capteur à ± 12V), ce qui entraîne une distorsion de la sortie.
• Court - circuit de puissance: l'extrémité d'alimentation est court - circuitée à la terre, déclenchant l'arrêt du circuit de protection.

3. Dommages physiques

• Rupture de la coquille: fissuration du boîtier en raison d'un choc mécanique ou d'une surchauffe pouvant être accompagnée de dommages à la bobine interne ou à la carte.
• Oxydation / rupture des broches: exposition prolongée à des environnements humides ou corrosifs, mauvais contact ou rupture des broches.

II. Méthode de détection des défauts

1. Vérification de l'apparence

• étapePour:
  1. Vérifiez que le boîtier du capteur est complet et qu'il n'y a pas de fissures, de marques de brûlure ou d'infiltration de liquide.
  2. Observez si les broches sont desserrées, oxydées (par exemple, noircies) ou cassées.
  3. Vérifiez que les informations telles que le modèle, la plage, la tension d'alimentation, etc. sur l'étiquette correspondent aux exigences du système.
• Outils: inspection visuelle, loupe (pour l'inspection de broches minuscules).

2. Essai d'alimentation

• étapePour:
  1. Utilisez un multimètre pour mesurer la tension à la fin de l'alimentation (par exemple ± 15V, + 24V, etc.), assurez - vous d'être dans la plage nominale (écart admissible ± 5%).
  2. Vérifiez que la polarité de l'alimentation est correcte (par exemple, capteur Lem la 55 - P, positif + 15V, négatif - 15V).
  3. Mesurer le courant d'alimentation (nécessite un ampèremètre série), le courant de fonctionnement normal doit être inférieur à la valeur nominale (par exemple, 50 mA).
• Outils: Multimètre numérique, alimentation DC réglable (pour alimentation analogique).

3. Test du signal de sortie

• Test statique (aucun signal mesuré)Pour:
  1. Déconnectez le circuit testé et connectez la sortie du capteur à un oscilloscope ou un multimètre.
  2. Mesure de la sortie zéro (par exemple, capteur 4 - 20MA, devrait sortir 4ma sans courant; capteur de type sortie de tension devrait sortir 0v ou étalonner la valeur zéro).
  3. Si le décalage du point zéro dépasse la plage autorisée (par exemple ± 1% FS), le capteur doit être étalonné ou remplacé.
• Test dynamique (application du signal mesuré)Pour:
  1. Appliquer un signal courant / tension connu à l'aide d'une source de signal standard (p. ex., source de courant continu réglable, générateur de fonction).
  2. Augmentez progressivement l'amplitude du signal (par exemple, de 0a au courant nominal) pour voir si la sortie change linéairement.
  3. La valeur de sortie est enregistrée, l'erreur de mesure réelle est calculée (formule: erreur = (mesure - valeur standard) / valeur standard × 100%).
  4. Si l'erreur dépasse la classe de précision du capteur (par exemple ± 0,5% FS), cela indique une baisse des performances du capteur.
• Outils: oscilloscope, multimètre de haute précision, source de signal standard, résistance de charge (par exemple 250Ω pour la conversion de signal 4 - 20MA).

4. Essai de résistance d'isolation

• Le but: détecte les propriétés d'isolation entre le primaire (côté mesuré) et le secondaire (côté sortie) du capteur.
• étapePour:
  1. Déconnectez le capteur de tous les circuits.
  2. La résistance d'isolation entre le primaire et le secondaire est mesurée à l'aide d'un mégohmètre (par exemple, une vitesse de 500 V).
  3. La valeur normale doit être ≥ 100mΩ (l'environnement humide peut être détendu à ≥ 10mΩ).
  4. Si la résistance d'isolation est trop faible, il peut y avoir des fuites dues à des dommages à l'isolation interne de la bobine ou à l'humidité.
• Outils: megohmmètre (par exemple fluke 1508).

5. Essai de temps de réponse (facultatif)

• Scénarios d'application: systèmes exigeant des performances dynamiques élevées (tels que les onduleurs PWM).
• étapePour:
  1. Utilisez une source de signal à ondes carrées pour appliquer un courant progressif (par exemple, de 0a à un courant nominal).
  2. Le temps de montée du signal de sortie est capturé avec un oscilloscope (temps de 10% à 90% de la valeur nominale).
  3. Le paramètre de temps de réponse (par exemple ≤ 1 μs) dans la spécification du capteur de contraste doit être remplacé s'il est super mauvais.
• Outils: oscilloscope, source de signal à ondes carrées.

Iii. Causes communes de défaillance et mesures de traitement

1. Aucun signal en sortie

• raisonPour:
  • Interruption de l'alimentation ou inversion de polarité.
  • Circuit ouvert à l'intérieur (par exemple, dommages à l'élément Hall, bobines coupées).
  • Court - circuit ou surcharge à la sortie (par exemple, résistance de charge de connexion).
• traiterPour:
  1. Vérifiez le circuit d'alimentation pour vous assurer que la tension est normale et que la polarité est correcte.
  2. Mesurer la résistance de sortie avec un multimètre, si 0 Ω peut être court - circuité, il faut déconnecter la vérification de la charge.
  3. Remplacez le capteur et testez - le à nouveau.

2. Saturation de sortie

• raisonPour:
  • Le signal mesuré dépasse la plage de mesure du capteur (par exemple, un capteur évalué à 100 A mesure un courant de 200 a).
  • Le noyau magnétique interne est saturé (par exemple, un courant élevé à haute fréquence fait entrer le noyau dans la zone non linéaire).
  • Défaillance du circuit d'entraînement (par exemple, anomalie du courant d'excitation du capteur Hall).
• traiterPour:
  1. Vérifiez que le signal mesuré se trouve dans la plage de mesure du capteur et remplacez le capteur de spécification supérieure si la plage de mesure est dépassée.
  2. Optimisez la fréquence du signal (par exemple, réduisez la fréquence de commutation PWM) et évitez la saturation du noyau.
  3. Vérifiez la tension / le courant du circuit d'entraînement et remplacez la puce d'entraînement si nécessaire.

3. Fluctuations de la sortie

• raisonPour:
  • Perturbation du bruit d'alimentation (par exemple, ondulation excessive de l'alimentation à découpage).
  • Bruit à haute fréquence du signal mesuré (comme la tension de pointe générée par l'inductance de l'enroulement du moteur).
  • Mauvaise mise à la terre du capteur (par exemple, pas de mise à la terre à un seul point ou trop de résistance à la terre).
• traiterPour:
  1. Augmenter la capacité de filtrage (par exemple, 10 μf / 100V capacité électrolytique + 0,1 μf capacité céramique) à la fin de l'alimentation.
  2. Un anneau magnétique en série ou un circuit d'absorption RC parallèle (par exemple 100 Ω + 0,1 μf) sur la ligne de signal testée.
  3. Assurez - vous que le boîtier du capteur est connecté de manière fiable au système avec une résistance à la terre ≤ 1Ω.

4. Décalage du point zéro

• raisonPour:
  • Le capteur n'est pas calibré ou les données d'étalonnage sont perdues.
  • Dérive de température (par exemple, les paramètres de l'élément Hall varient avec la température).
  • Contraintes mécaniques (telles que la déformation du noyau magnétique causée par un serrage trop serré des vis lors de l'installation).
• traiterPour:
  1. Recalibrage du capteur (nécessite l'utilisation d'une source standard et d'un logiciel d'étalonnage tel que caltool de Lem).
  2. Choisissez un modèle de capteur avec une faible dérive de température (par exemple Lem la 55 - tp avec une dérive de température ≤ 50ppm / ℃).
  3. Réinstallez le capteur et évitez les efforts excessifs.

Iv. Recommandations pour la maintenance préventive

1. Calibration régulièrePour:
   • Les capteurs sont étalonnés tous les 1 - 2 ans (les systèmes de haute précision doivent être réduits à 6 mois).
   • Enregistrez les données d'étalonnage, créez des archives historiques et facilitez l'analyse des tendances.
2. Contrôle environnementalPour:
   • Évitez l’exposition du capteur à des températures élevées (> 85 °C), à une humidité élevée (> 85% HR) ou à des gaz corrosifs.
   • Installez un pare - poussière dans un environnement poussiéreux, comme une usine textile.
3. Isolation du signalPour:
   • Pour les signaux de transmission à longue distance, utilisez un isolateur de signal (par exemple, isolation par couplage optique) ou un anneau de courant 4 - 20MA pour la transmission, réduisant les interférences.
4. Gestion des pièces détachéesPour:
   • Réserve de capteurs du même modèle 1 - 2, le système clé peut être augmenté à 3.
   • L'environnement de stockage des pièces de rechange doit être conforme aux capteurs en service (température, humidité, protection contre la poussière).

V. cas typiques de défaillance

Cas 1: saturation de la sortie du capteur de courant de l'onduleur photovoltaïque

• Le phénomènePour:
  • L'onduleur a signalé un défaut de "surintensité DC" avec un courant DC réel de seulement 50A (plage de capteur 100A).
  • La tension de sortie du capteur de mesure est fixée à 5V (pleine échelle) et ne varie pas avec le courant.
• raisonPour:
  • Les vis n'ont pas été serrées lorsque le capteur a été installé, ce qui a entraîné un jeu excessif entre le noyau magnétique et la rangée mère testée et une fuite importante du circuit magnétique.
  • Un courant à haute fréquence, tel que 10 kHz, amène le noyau magnétique dans la zone de saturation.
• traiterPour:
  1. Réinstallez le capteur pour vous assurer que le noyau magnétique s'adapte étroitement à la rangée mère.
  2. Remplacez - le par un capteur avec de meilleures caractéristiques de haute fréquence (par exemple Lem hfk 50 - SP, fréquence de fonctionnement ≤ 200 kHz).

Cas 2: fluctuation de la sortie du capteur de tension du moteur

• Le phénomènePour:
  • Le pilote signale un défaut de "déséquilibre de tension", la tension triphasée réelle est équilibrée.
  • La tension de sortie du capteur bat aléatoirement entre 0 et 10 v.
• raisonPour:
  • L'alimentation du capteur provient d'une alimentation à découpage avec une tension d'ondulation allant jusqu'à 200 MV (valeur admissible ≤ 50 MV).
  • Les lignes de signal ne sont pas blindées, induisant un bruit à haute fréquence des enroulements du moteur.
• traiterPour:
  1. Ajouter un filtre LC (inductance 10µh + capacité 100µf) à la fin de l'alimentation.
  2. Remplacez le signal de transmission à Paire torsadée blindée et mettez une seule extrémité à la terre.