非侵入式传感器：与Arduino一起使用的YHDC SCT013 CT

SCT013系列是一种非侵入式电流互感器传感器，可测量穿过导体的电流强度，而无需切割或修改导体本身。我们可以使用这些传感器和处理器，比如Arduino，来测量负载的强度或功耗。

SCT013传感器是电流互感器，仪表设备，提供测量成比例的强度，电路交叉。测量方法是电磁感应法。

SCT013传感器有一个分裂的核心（像一个钳），允许用户打开它来包裹电气设备，而不必切断它。

在SCT013系列中，有一些模型可以将测量作为电流或电压输出。使用电压输出更可取，因为连接更简单。

传感器精度只能有1-2%的误差。为了确保最高的精度，关键是要确认堆芯已正确关闭。即使很小的气隙也会造成10%的偏差。

缺点是，作为感性负载，SCT013引入了相角的变化，其值是通过它的负载的函数，因为它能够达到3º。

电流互感器在工业世界和配电中都是常见的元件，因为它们允许对消耗点进行监测，而另一种形式的测量则不存在。它们也被认为是多种测量仪器，甚至在便携式设备中，如周长夹具或网络分析仪。

例如，在我们的电子和家庭自动化项目中，我们可以使用SCT013电流传感器来测量设备的用电量，检查电气装置的状态，并在家庭能源监视器中记录用电量。通过互联网实时安装甚至访问。

价格

SCT013系列有多种型号，可以改变测量范围和输出形状。从物理上讲，它们是相同的，尽管可以通过产品外壳上的文字来识别它们。

所有型号的价格都差不多，我们正在寻找国际卖家，如eBay、亚马逊或全球速卖通。

最常见的型号是SCT013-000，其最大电流为100A，电流输出为50mA (100A:50mA)， SCT-013-030的最大电流为30A (30A/1V)，电压输出为1V。

最后，虽然有广泛的测量范围很重要，但重要的是要记住，较高强度的模型将导致较低的精度。30A ~ 230V的强度对应的负载为6900 w，对于大多数家庭用户来说已经足够了。

SCT013是如何工作的？

SCT013传感器是小型电流互感器或ct。电流互感器是广泛用于测量元件的仪器。

电流互感器类似于电压互感器，并且基于相同的工作原理（事实上，它们以前是相同的）。然而，它们有不同的目标，因此设计和构造也不同。

电流互感器试图在次级电流中产生与通过初级电流的强度成正比的强度。为此，希望初级电路由较少的匝数形成。

我们可以使用电流互感器来构建非侵入式电流传感器。在电流传感器中，铁磁磁芯可以分开，这样导体就可以打开并卷起。

我们有一个变压器，它是：

要测量的电流通过的电缆是初级绕组
“钳”是磁芯。
次级绕组集成为探头的一部分。
当交流电在导体中循环时，铁磁磁芯中产生磁通量，而磁通量又在次级绕组中产生电流。

强度转换比取决于匝数之间的关系：

初级电压通常由被测导体制成的单回路构成。虽然，这是有可能的风司机使这种情况发生不止一次在“钳”。根据SCT013的型号，集成在探头中的次级线圈的匝数从1000-2000不等。

与电压互感器不同，在电流互感器中，二次电路永远不应该打开，因为感应电流可能损坏组件。因此，SCT13的传感器具有保护：电压输出传感器中的电阻负担，或电流输出传感器中的保护二极管。

要了解传感器SCT013的连接，我们必须了解并解决三个问题：

·传感器输出强度

·电压范围的调节

积极和消极的压力

传感器输出强度

SCT013是电流互感器，即测量得到的是与流过电缆的电流成正比的强度信号。然而，处理器只能测量电压。

这个问题很容易解决。为了将强度输出转换为电压输出，我们只需要包括一个电阻（负载电阻）。

除了SCT013-000型号外，所有其他SCT013型号都有一个内部负载电阻，因此输出是1V的电压信号。这就是它不值得担心的原因。

只有在SCT013-000的情况下，没有电阻内负荷，所以输出的是±50mA的信号。与传感器并联的电阻33Ω就足够了。

积极和消极紧张

我们要解决的另一个问题是，我们测量的是交流电，而次级电流的感应强度是交流电。通过电阻负荷后，无论是内部还是外部，输出的电压也是交变的。

然而，正如我们所知，大多数处理电流的模拟输入，包括Arduino，只能测量正电压。

为了测量变压器输出电压，我们有几个选项，从最小到最推荐的顺序如下：

整流信号通过二极管桥，并测量为正值的波。这是不可取的，因为我们失去了关于我们是处于负半周期还是正半周期的信息，而且因为我们将有二极管的电压降，更糟糕的是，二极管不驱动低于电压，这意味着信号将在结处被零扭曲。
通过使用两个电阻和一个电容在GND和Vcc之间提供中点，在直流中增加一个偏移。如果我们还添加一个运算放大器作为电压跟随器，效果会更好。
添加带差分输入的ADC，可测量正、负电压，如ADS1115。这是我们将要使用的选项。
电压范围适配

最后一个问题是需要适应传感器输出的电压范围。Arduino只能在0到Vcc之间进行测量。另外，量程越小，精度损失越大，所以我们要适应这个量程。

另一方面，我们必须记住，当涉及到交流电压时，通常使用均方根值。简要回顾一下峰值电压和峰对峰方程：