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一、概述:
電量隔離傳感器/變送器是針對工程中的電量檢測(監測),提高係統的整體抗幹擾能力,而研製開發的一種小體積、高性能的電量測試部件(產品)。
電量隔離傳感器/變送器可以對現場的大電流、高電壓、功率、頻率、相角、電度等電參量進行隔離測量和變換,也可以對各種微弱信號(如各種橋路信號)進行隔離放大和變換,將其調理後,變換成符合國際通用標準的電壓、電流、頻率等仿真信號或變換成數字量、開關量狀態等信號輸出。這些輸出信號可以和傳統的指針式儀表相接,也與現代的數字式自控儀表、各種A/D轉換器以及計算器係統直接配接,從而可以形成一個高可靠的工業檢測(監測)或控製係統。
由於電量隔離傳感器在應用中,用戶不需做二次開發工作,高電壓或大電流信號可以直接接入產品,(通過端子、插針輸入或穿孔方式輸入),就可以得到相應的輸出信號。因此電量隔離傳感器作為信號調理、隔離和變換功能摸塊,是工業控製和數據采集係統中比較理想的變送器產品。
隨著科學技術的不斷發展,工業控製或檢測(監測)係統對電量隔離傳感器的要求也越來越高,特別是在產品的穩定性、jiancejingduhegongnengfangmian。youyushuzihuachanpinbulunqixingnenghaishigongneng,rufeixianxingxiaozhenghexiaoxinhaochulifangmian,fangzhenchanpinshibukebinide。yinci,dianlianggelichuanganqideshuzihuashiyizhongbiranqushi。
下麵就電量隔離傳感器的工作原理和其數字化技術問題作一個簡述,供大家參考。
二、電量隔離傳感器基本工作原理:
由於電量隔離傳感器產品的被檢測對象主要是電流和電壓信號,所以下麵主要介紹電流和電壓信號的檢測原理。
1. 交流信號檢測原理:
交流信號又分為交流電壓和電流信號。圖1為交流電流信號的檢測原理框圖,圖2為交流電壓信號的檢測原理框圖,由CT和PT對信號進行隔離,電流為穿孔輸入方式,電壓為端子接線輸入方式。

其中,CT為電流互感器,PT為電壓互感器,輸出一般為0~5V或4~20mA。
2. 直流信號檢測原理:
圖3為直流信號檢測原理框圖。

直流信號分為直流電壓和直流電流,直流電流一般是通過電阻取樣,直流電壓一般用電阻降壓處理,由一個隔離電源向前置放大器供電。
youshangshuyuanlikuangtukeyikanchu,bulunshijiaoliuxinhaohaishizhiliuxinhao,shurushuchudoushiwanquangelide,yiban,xianchangshuruxinhaodoushidadianliuhuogaodianya,zheyangdianlianggelichuanganqijiukeyibaxianchangxinhaoyudiyashujucaijixitongwanquangeli,bimianxitongshoudaoqiangxinhaodeganrao,congertigaoxitongdekekaoxing。
三、電量隔離傳感器數字化技術
圖4為一種交流信號數字式電量隔離傳感器的組合框圖,它由互感器、數據處理、接口、T/V變換和輸出等部分組成。

互感器有電流互感器和電壓互感器兩種,電流互感器一般為穿孔方式,電壓互感器在其原邊一般需要加限流電阻;
2.數據處理部分是產品數字化的核心部分,目前一般都選用帶A/D轉換器單片機,如PIC16C74、MSP430或ADCUC812等,因此,電路可以很簡單。如果選ADUC812單片機,則可以直接輸出0~5V電壓信號,因為其內部包含有兩個12位的D/A轉換器;
3.接口部分是數字信號輸出的變換電路,目前廣泛采用的是RS-485總線接口,最常用的接口芯片為ADM483,它可以最多掛接32個節點,當然現在也有許多其它類似芯片。RS-232接口一般有兩種方式實現,一種就是在RS-485網絡總在線加一個RS-485/RS-232轉換器,另一種就是,直接把RS-232接口芯片放在產品中,後一種的缺點就是產品的應用將受到限製,不能組成網絡結構,隻能點對點通訊。CAN-BUS是目前發展較快的一個總線,其優點是傳輸距離遠,可以達到10km,不會出現總線衝突,多主工作方式,通訊協議通用性好,當然其成本較高;
4.T/V變換是為了兼容仿真信號采集輸入係統,目前一般是采用PWM方式輸出,再經過T/V變換,輸出0~5V或4~20mA仿真信號;
5.軟件主要包含三個功能模塊,數據采集、數據處理和通訊協議。其中數據采集主要就是讀取A/D的轉換結果,由於單片機自帶A/D,因此程序比較簡單;
6.數據處理主要完成交流變直流的運算,由於單片機的運算速度有限,因此我們采用頻率跟蹤法,來完成變換的計算;
7.通訊協議一般由用戶選定,如MODBUS協議,ASCII格式等。
四、結束語:
yishangjiandandijieshaoledianlianggelichuanganqidejibengongzuoyuanliheshuzihuajishuwenti。youyushuzishidianlianggelichuanganqikeyizhijieshuchushuziliang,duiyuxuduoyingyongxitongkeyishengquA/D采集模塊,所以,可以降低係統成本。因此,電量隔離傳感器的數字化,不僅提高產品穩定性,還可以使用戶進一步降低成本。
由(you)於(yu)電(dian)量(liang)隔(ge)離(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)產(chan)品(pin)種(zhong)類(lei)較(jiao)多(duo),本(ben)文(wen)僅(jin)介(jie)紹(shao)了(le)一(yi)種(zhong)交(jiao)流(liu)信(xin)號(hao)電(dian)量(liang)隔(ge)離(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)數(shu)字(zi)化(hua)技(ji)術(shu)。電(dian)量(liang)隔(ge)離(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)實(shi)現(xian)數(shu)字(zi)化(hua)的(de)方(fang)法(fa)較(jiao)多(duo),目(mu)前(qian)最(zui)普(pu)遍(bian)的(de)是(shi)采(cai)用(yong)單(dan)片(pian)機(ji)技(ji)術(shu),因(yin)為(wei)它(ta)的(de)應(ying)用(yong)很(hen)靈(ling)活(huo),可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)功(gong)能(neng)。隨(sui)著(zhe)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan),已(yi)經(jing)出(chu)現(xian)了(le)許(xu)多(duo)專(zhuan)用(yong)的(de)芯(xin)片(pian),如(ru)電(dian)度(du)表(biao)產(chan)品(pin),已(yi)有(you)許(xu)多(duo)專(zhuan)用(yong)芯(xin)片(pian)可(ke)選(xuan),有(you)數(shu)字(zi)接(jie)口(kou)也(ye)有(you)脈(mai)衝(chong)輸(shu)出(chu)等(deng)。
本(ben)文(wen)對(dui)電(dian)量(liang)隔(ge)離(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)產(chan)品(pin)數(shu)字(zi)化(hua)問(wen)題(ti)作(zuo)了(le)膚(fu)淺(qian)的(de)探(tan)討(tao),僅(jin)供(gong)有(you)關(guan)人(ren)員(yuan)參(can)考(kao),希(xi)望(wang)起(qi)到(dao)拋(pao)磚(zhuan)引(yin)玉(yu)的(de)作(zuo)用(yong),加(jia)快(kuai)電(dian)量(liang)隔(ge)離(li)傳(chuan)感(gan)器(qi)數(shu)字(zi)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)更(geng)大(da)發(fa)展(zhan)。
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