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電量隔離傳感�
閱讀�5422時間�2011-03-03 19:49:37

  電量隔離傳感�,是針對工程中的電量檢測(監(jiān)測),提高系�(tǒng)的整體抗干擾能力,而研制開�(fā)的一種小體積,高性能的電信號量測部件或模塊�
  它在�(yīng)用中,用戶不需做二次開�(fā)工作,高電壓或大電流信號可以直接接入�(chǎn)�,(通過端子、插針輸入或穿孔方式輸入�,就可以得到相應(yīng)的輸出信號。因此電量隔離傳感器作為信號�(diào)�、隔離和變換功能摸塊,是工業(yè)控制��(shù)�(jù)采集系統(tǒng)中比較理想的變送器�(chǎn)��
 

工作原理

  由于電量隔離傳感器產(chǎn)品的被檢測對像主要是電流和電壓信號,所以下面主要介紹電流和電壓信號的檢測原��
  1、交流信號檢測原�   

       交流信號分為交流電壓和電流信�。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�,CT為電流互感器,PT為電壓互感器,輸出一般為0~5V�4~20mA�

圖1

 �1 交流電流信號的檢測原理框�

圖2

�2 交流電壓信號的檢測原理框�


  2、直流信號檢測原�

圖3

�3 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��   

      由上述原理框圖可以看出,不論是交流信號還是直流信�,輸入輸出都是完全隔離的,一�,現(xiàn)場輸入信號都是大電流或高電壓,這樣電量隔離傳感器就可以把現(xiàn)場信號與低壓�(shù)�(jù)采集系統(tǒng)完全隔離,避免系�(tǒng)受到強信號的干擾,從而提高系�(tǒng)的可靠�

�(shù)字化技�(shù)

  �4為一種交流信號數(shù)字式電量隔離傳感器的組合框圖,它由互感器、數(shù)�(jù)處理、接�、TV變換和輸出等部分組成�

圖4

�4 交流信號�(shù)字式電量隔離傳感器的組合框圖


  1、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(shù)�(jù)處理部分是產(chǎn)品數(shù)字化的核心部�,目前一般都選用帶AD�(zhuǎn)換器單片�,如PIC16C74、MSP430或ADCUC812�,因�,電路可以很簡單。如果選ADUC812單片�,則可以直接輸出0�5V電壓信號,因為其�(nèi)部包含有兩�12位的DA�(zhuǎn)換器;
  3、接口部分是�(shù)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�32個節(jié)�,當然現(xiàn)在也有許多其它類似芯片。RS-232接口一般有兩種方式實現(xiàn),一種就是在RS-485�(wǎng)�(luò)總線上加一個RS-485RS-232�(zhuǎn)換器,另一種就�,直接把RS-232接口芯片放在�(chǎn)品中,后一種的缺點就是�(chǎn)品的�(yīng)用將受到限制,不能組成網(wǎng)�(luò)�(jié)�(gòu),只能點對點通訊。CAN-BUS是目前發(fā)展較快的一個總�,其�(yōu)點是傳輸距離�,可以達�10km,不會出�(xiàn)總線沖突,多主工作方�,通訊�(xié)議通用性好,當然其成本較高�
  4、TV變換是為了兼容模擬信號采集輸入系�(tǒng),目前一般是采用PWM方式輸出,再�(jīng)過TV變換,輸�0�5V�4�20mA模擬信號�
  5、軟件主要包含三個功能模�,數(shù)�(jù)采集、數(shù)�(jù)處理和通訊�(xié)�。其中數(shù)�(jù)采集主要就是讀取AD的轉(zhuǎn)換結(jié)果,由于單片機自帶AD,因此程序比較簡�;
  6、數(shù)�(jù)處理主要完成交流變直流的運算,由于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�;

特性參�(shù)

  額定輸入�0.5�10�100mA AC�
  額定輸出�0�5Vdc�0�20mA�4�20mA�
  輸出紋波:≤10mV�
  精度�1.0��
  線性范圍:0�120%�
  響應(yīng)時間:≤300mS �
  隔離耐壓� 2500V DC/1分鐘�
  工作溫度�-20℃~+70��

趨勢

  由于�(shù)字式電量隔離傳感器可以直接輸出數(shù)字量,對于許多應(yīng)用系�(tǒng)可以省去A/D采集模塊,所以,可以降低系統(tǒng)成本。因�,電量隔離傳感器的數(shù)字化,不僅提高產(chǎn)品穩(wěn)定�,還可以使用戶進一步降低成本�
  電量隔離傳感器實�(xiàn)�(shù)字化的方法較�,目前最普遍的是采用單片機技�(shù),因為它的應(yīng)用很靈活,可以實�(xiàn)各種不同功能。隨著集成電路不斷發(fā)�,已�(jīng)出現(xiàn)了許多專用的芯片,如電度表產(chǎn)�,已有許多專用芯片可�,有�(shù)字接口也有脈沖輸出等�

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