LV100-1500高精度电压传感器

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Shenyang Shangmin Electric Co., Ltd

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LV100-1500高精度电压传感器

发布时间: 2025-11-21 09:25

LV100-1500 是瑞士 LEM 公司生产的一款闭环霍尔效应电压传感器，专为测量 1500V 以下的直流、交流和脉冲电压设计，具有高精度和电气隔离功能，广泛应用于工业自动化、电力电子和新能源等领域

商品信息

LV100-1500 是瑞士 LEM 公司生产的一款闭环霍尔效应电压传感器，专为测量 1500V 以下的直流、交流和脉冲电压设计，具有高精度和电气隔离功能，广泛应用于工业自动化、电力电子和新能源等领域。

核心技术参数

参数	数值	说明
标称电压	1500V (RMS)	额定测量电压值
测量范围	0~±2250V	可测量电压范围，超出会影响精度
输出信号	50mA (瞬时值)	副边输出电流信号，与原边电压成正比
供电电压	±15V (DC)	需外部双极性直流电源
精度等级	0.9%	测量准确度，确保高精度测量
工作温度	0~70°C	正常工作环境温度范围
隔离耐压	6kV (50Hz, 1min)	原副边之间的电气隔离强度
技术原理	闭环霍尔效应	通过磁场平衡实现高精度测量

工作原理

LV100-1500 采用闭环霍尔效应技术，将被测高电压 (0~±2250V) 通过内置精密电阻网络转换为原边电流 (约 6.66mA)，传感器检测该电流产生的磁场，通过反馈系统调节副边输出电流，使磁场达到平衡状态，最终输出与原边电压成正比的 50mA 电流信号，实现电气隔离测量。

应用场景

1. 工业自动化与驱动系统

电机控制：监测变频器输出电压，确保电机运行稳定
机器人：控制伺服电机电压，实现精密定位
数控机床：监测电源电压波动，保证加工精度

2. 电力电子设备

UPS 系统：实时监测输入 / 输出电压，保障供电稳定性
开关电源：监控母线电压，防止过压损坏
焊接设备：精确控制焊接电压，确保焊接质量

3. 新能源与可再生能源

光伏逆变器：测量太阳能板输出电压，优化能量转换
风力发电：监测变流器电压，实现最大功率点跟踪
储能系统：监控电池组电压，保护电池寿命

4. 轨道交通与电动汽车

列车牵引系统：测量逆变器和电池电压，确保运行安全
电动汽车充电桩：监测充电电压，保障充电安全和效率
电动车辆：监控电池管理系统 (BMS) 电压，延长电池使用寿命

产品特点与优势

1. 高精度测量

0.9% 的测量精度，确保电压监测准确可靠
良好的线性度 (>0.05%)，保证测量结果与实际值高度一致

2. 电气隔离保护

6kV 的隔离耐压，有效保护操作人员和设备安全
原边与副边完全电气隔离，防止高压窜入控制系统

3. 优异的抗干扰性能

闭环反馈设计，对外部电磁干扰有极强免疫力
低温度漂移，确保在不同环境温度下测量精度稳定

4. 易于安装与集成

面板安装方式，便于在控制柜中固定
标准 50mA 输出，与工业控制系统兼容
紧凑设计，节省安装空间

与同类产品对比

LV100 系列是 LEM 的经典电压传感器产品线，除 1500V 版本外，还包括 LV100-750、LV100-3000 等型号，可根据不同电压测量需求选择。与市场同类产品相比，LV100 系列具有精度更高 (0.9% vs 一般 1-2%)、响应更快和温度稳定性更好的优势。

总结

LV100-1500 是一款高性能电压测量解决方案，通过闭环霍尔效应技术实现高精度、电气隔离的电压测量，广泛应用于需要精确监控电压的工业和能源领域。如果您需要测量 0~2250V 范围内的交直流电压，并要求高精度和电气安全隔离，LV100-1500 将是理想选择。

一、闭环霍尔效应核心原理：磁平衡机制

LV100-1500 采用闭环 (零磁通) 霍尔效应技术，这是其高精度的根本保障：

电压→电流转换：被测电压通过外部电阻 R1 转换为原边电流 (1500V 对应约 6.67mA)
磁场生成：原边电流在磁芯中产生磁场 B₁
霍尔检测：砷化镓 (GaAs) 霍尔元件检测磁场，输出与磁场强度成正比的电压信号

闭环反馈：

plaintext
霍尔电压→放大→驱动副边补偿线圈→产生反向磁场B₂→抵消原磁场B₁

零磁通状态：系统通过 PID 算法持续调节补偿电流，使磁芯始终处于零磁通状态(B₁+B₂=0)

精度关键：在零磁通状态下，磁芯的非线性特性和剩磁对测量无影响，将非线性误差控制在 **≤0.1% FS**，远优于开环传感器的 1-2% 误差

二、硬件精度保障：精密元件与设计

1. 核心元件精选

元件	选择标准	精度贡献
霍尔元件	砷化镓 (GaAs) 材料，温度系数低，灵敏度高	提供稳定初始信号，减小温漂
补偿线圈	高精度漆包线，精确匝数 (与量程匹配)	确保补偿磁场精度达 0.1% 级别
电阻网络	温度系数 < 25ppm/°C 的精密电阻	减小原边电流转换误差
信号放大器	低漂移、高共模抑制比 (CMRR) 运放	确保信号放大精度 < 0.05%

2. 结构优化

磁芯设计：高磁导率材料，优化气隙结构，减小漏磁
屏蔽层：传感器外围包裹高磁导率材料 (如坡莫合金)，衰减外部磁场干扰
电气隔离：原副边 6kV 隔离耐压，防止高压干扰

三、温度稳定性保障：全温域精度控制

温度变化是影响精度的最大挑战，LV100-1500 通过三重补偿解决：

1. 材料级补偿

元件精选：选用温度系数 < 50ppm/°C 的材料，从源头降低温漂
对称设计：关键电路采用相同材料、相同工艺的配对元件，抵消温度影响

2. 电路级补偿

原边电阻温度补偿：在反馈回路中引入与 R1 相同温度特性的补偿电阻，消除 R1 温漂影响
带隙基准：提供稳定参考电压，温度系数 < 10ppm/°C，确保放大电路稳定性
差分补偿：双霍尔元件差分配置，消除共模温度干扰，将温漂控制在 **±0.3%/ 全程 **

3. 系统级补偿

通过实验获得完整的温度 - 误差曲线，在出厂校准中写入 EEPROM，实现全温域 (0-70°C) 精度保障，使温度引起的总误差 < 0.2% FS

四、抗干扰与信号处理技术

1. 电磁兼容性 (EMC) 设计

磁场屏蔽：高磁导率外壳 + 内部磁屏蔽层，衰减 90% 以上外部磁场干扰
电气隔离：6kV 隔离耐压，切断地环路干扰，保护测量电路
滤波设计：多级 RC 滤波 + 巴特沃斯低通，抑制高频噪声 (>100kHz)

2. 信号链优化

增益稳定：闭环系统增益 > 10⁵，使输出信号与霍尔元件非线性特性解耦，线性度提升至 **<0.1%**
动态响应：系统响应时间 < 100μs，确保快速变化电压的测量精度
噪声抑制：信号处理电路采用多级放大 + 数字滤波，信噪比提升 40dB 以上

五、制造与校准：精度的最终保障

1. 精密制造流程

自动化绕制：补偿线圈采用 CNC 精密绕制，匝数精度控制在 **±0.05%**
环境控制：装配在恒温 (23±1°C)、恒湿 (45±5%) 无尘环境中进行
工艺验证：每步生产都进行在线测试，关键参数 100% 全检

2. 三级校准体系

校准级别	内容	精度标准
初调	零位校准 + 满量程校准	误差 < 0.5% FS
温度循环校准	在 0°C、25°C、70°C 三点进行全量程校准，建立温度补偿表	误差 < 0.3% FS
最终测试	全量程 5 点 (0%、25%、50%、75%、100%) 校准 + 线性度测试	综合精度达 0.9% 标称值

关键技术：采用标准电压源(精度优于 0.02%) 和精密电流表(精度优于 0.05%) 作为校准基准，确保溯源性

六、精度指标详解

LV100-1500 的精度由以下指标组成，共同保证最终 0.9% 的综合精度：

精度指标	数值	含义
基本精度	±0.7% (25°C, 额定电流)	测量值与真实值的最大偏差
线性度	<0.1% FS (典型值)	实际输出与理想直线的最大偏离
零点偏移	±0.2mA (最大值)	无输入时的输出误差
温度漂移	±0.3%/ 全程	温度变化 (0-70°C) 引起的最大误差
重复性	<0.05%FS	相同条件下多次测量的一致性