互感器和變送器的區別是什么

互感器和變送器是工業自動化和電力系統中常用的兩種設備，它們都涉及信號的處理和傳輸，但功能、原理和應用場景有本質區別。簡單來說：

1. 互感器：

核心功能： 隔離與按比例變換一次側的大電流或高電壓，將其轉換為二次側標準化的、安全的、小電流或低電壓信號，供測量或保護設備使用。

工作原理： 基于電磁感應原理(類似變壓器)。電流互感器(CT)串聯在電路中感應電流;電壓互感器(PT/VT)并聯在電路中感應電壓。

輸出信號：

電流互感器： 標準輸出通常是 5A AC 或 1A AC(交流電流)。

電壓互感器： 標準輸出通常是 100V AC 或 110V AC(交流電壓)，或者更低的比例(如 100V/√3)。

信號類型： 輸出信號是按比例縮小的交流模擬量，頻率和波形與一次側信號一致(理想情況下)。

是否需要電源： 不需要外部工作電源。其能量來源于一次側被測電流或電壓本身。

主要目的：

安全隔離： 將測量/保護設備與危險的高壓一次回路隔離，保障人員和設備安全。

量程適配： 將大電流/高電壓轉換為適合儀表(電流表、電壓表、電能表、繼電器等)輸入范圍的標準小信號。

典型應用： 電力系統中的電能計量、繼電保護、系統監測、儀表顯示(電流表、電壓表)。

關鍵特性： 精度等級(如 0.5級, 0.2S級, 5P20等)、變比(如 1000/5A)、額定負荷(VA)、飽和特性(對保護CT尤其重要)。

2. 變送器：

核心功能： 將來自傳感器、互感器或其他一次儀表的各種輸入信號(物理量或電信號)，轉換、隔離、放大、線性化成標準的、易于傳輸和處理的直流電流或電壓信號。

工作原理： 基于電子電路(運算放大器、ADC/DAC、微處理器等)。它接收輸入信號，進行必要的處理(如濾波、線性化、計算)，然后輸出標準信號。

輸入信號： 非常廣泛，可以是：

來自CT的交流電流信號(如 0-5A AC)

來自PT的交流電壓信號(如 0-100V AC)

溫度(熱電偶、熱電阻)

壓力、液位、流量

直流電壓/電流

頻率、功率因數等

輸出信號： 標準化的直流模擬量信號，最常見的是：

4-20mA DC(最常用，抗干擾能力強，可識別斷線)

0-5V DC

0-10V DC

1-5V DC

信號類型： 直流模擬量(或數字信號，如 HART、RS485/Modbus，帶通訊功能的智能變送器)。

是否需要電源： 需要外部工作電源(通常是直流電源，如 24V DC)來驅動其內部的電子電路。

主要目的：

信號標準化： 將各種不同的輸入信號統一轉換成標準輸出信號(尤其是 4-20mA)，便于與控制系統(PLC, DCS, SCADA)、記錄儀、顯示儀表等連接。

信號隔離： 隔離輸入、輸出和電源回路，防止地環路干擾，提高系統穩定性。

信號調理： 對輸入信號進行放大、濾波、線性化補償(如熱電偶補償)、計算(如將電流電壓信號計算成功率、電能)等。

長距離傳輸： 4-20mA 信號特別適合遠距離傳輸，且抗干擾能力強。

典型應用： 過程控制(石油化工、水處理、制藥等)、樓宇自動化、數據采集系統(SCADA)、將現場傳感器信號送入PLC/DCS。

關鍵特性： 輸入范圍、輸出范圍、精度、線性度、響應時間、隔離電壓、供電電壓、環境適應性、是否帶HART/Modbus等通訊協議。

總結區別表：

形象比喻：

互感器： 像一個“比例尺”或“安全隔離器”。它把一次側巨大的“尺寸”(電流/電壓)按固定比例縮小成一個安全的、可直接測量的“小尺寸”模型(交流小信號)，本質還是模擬原始信號的交流特性。

變送器： 像一個“翻譯器”或“信號轉換器”。它接收各種“語言”(不同類型的輸入信號)，將其“翻譯”成一種工業界通用的“標準語言”(4-20mA 等直流信號)，以便于不同的“聽眾”(控制系統、儀表)都能理解和使用。在這個過程中，它還會對信號進行“修飾”(放大、濾波、線性化)。

相互關系：

在實際應用中，互感器和變送器常常配合使用：

1. 互感器 + 變送器： 這是非常常見的組合。例如，在電力監控系統中：

電流互感器 (CT)： 將一次側大電流(如 1000A)轉換為小電流(如 5A AC)。

電流變送器： 接收來自 CT 的 5A AC 信號，將其轉換為標準的 4-20mA DC 信號。

PLC/DCS： 接收 4-20mA DC 信號進行處理、顯示和控制。

2. 傳感器 + 變送器： 溫度傳感器(如 PT100)直接連接到溫度變送器，變送器輸出 4-20mA DC。

互感器側重于高電壓/大電流的安全隔離和比例變換，輸出是交流模擬量。變送器則側重于將各種輸入信號(包括互感器輸出的信號)轉換為標準的、易于傳輸和處理的直流模擬量信號(如 4-20mA)，它需要外部電源并具備信號調理能力。理解它們之間的區別對于正確選型和應用至關重要。