防竊電智能電表的關(guān)鍵是隔離傳感器

　　多家公司都提供電表IC，包括德州儀器（TI）公司、安森美半導(dǎo)體（ON Semiconductor）公司、Maxim、Analog Devices、Teridian和e2v。這些IC基本都是微控制器，它們追蹤電量的使用信息以及從公用事業(yè)機(jī)構(gòu)回傳的信息。它們可以對(duì)電壓波形和質(zhì)量作一些DSP運(yùn)算，將信息傳送到一個(gè)顯示屏，并存儲(chǔ)待發(fā)的信息。雖然“智能電表”這個(gè)詞匯表示微處理器是中心元件，但防篡改措施則使電流檢測元件和電源備份的選擇成為智能電表的重要決策。

　　電表中主要采用了三種類型的電流檢測技術(shù)：電流變壓器、Rogowski線圈以及電阻分流器。使用哪種技術(shù)取決于電力分配是多相還是單相。世界上多數(shù)家庭只使用從發(fā)電機(jī)進(jìn)入家中布線的單相電源。美國民用市場采用一種分相配電，它向居民提供120V AC和高達(dá)240V AC，需要用一個(gè)電流變壓器作為隔離電壓/電流傳感器。北歐的商用與某些民用電力是三相電源，但家里一般還是單相。一般來說，在檢測電壓與電流以確定計(jì)量的使用電量時(shí)，單相配電系統(tǒng)中會(huì)使用一支分流電阻，而在分相或三相系統(tǒng)中使用電流變壓器或Rogowski線圈，因?yàn)榭绮煌辔粶y量的電壓會(huì)超過半導(dǎo)體器件的電壓容限。

　　最常用的隔離傳感器依次是：電流變壓器、Rogowski線圈和霍爾效應(yīng)傳感器（圖2）。電流變壓器有一個(gè)鐵芯，很容易受到強(qiáng)大永久磁場的影響。靠近變壓器的磁鐵會(huì)使磁芯飽和，使檢測線圈無法拾取交流線上的AC電場。Rogowski線圈為空氣磁芯，包括一卷圍繞著電力線的導(dǎo)線。與鐵芯不同，空氣磁芯在強(qiáng)永久磁場情況下不會(huì)飽和。但是，它易于受其它篡改方法的作用，如存在一個(gè)大電感場時(shí)，它會(huì)耦合到線圈上，壓制住線圈要檢測的AC電流。

　　霍爾效應(yīng)傳感器采用一種半導(dǎo)體器件，檢測電線中變動(dòng)的電流所產(chǎn)生的磁場。但它們的讀數(shù)會(huì)隨溫度而變化，不能在寬的電流區(qū)間上永遠(yuǎn)保持線性。這個(gè)問題在美國市場上更嚴(yán)重，因?yàn)檫@里的電表額定值高達(dá)200A，而在其它國家（如印度）電表測量20A或40A。Teridian公司電表產(chǎn)品業(yè)務(wù)部副總裁兼總經(jīng)理Kourosh Boutorabi表示：“線性度在美國這樣的市場很重要。公用事業(yè)單位對(duì)電表的誤差要求是0.2%。世界其它地區(qū)的公差接近1%。如果你用電較多，則測量中較多的損耗就更重要，而測量精度也更重要。”

　　霍爾效應(yīng)傳感器也有優(yōu)點(diǎn)，他說：“雖然它們不（像電流變壓器那樣）精確，但它們比較便宜?；魻栃?yīng)傳感器可以不用物理連接，而直接靠上（電力線）?！比绻秒娏髯儔浩?，則必須手工將電力線與檢測線圈裝配起來。