一茉唉、概述

電量隔離傳感器變送器是針對(duì)工程中的電量檢測(cè)（監(jiān)測(cè)）也隧，提高系統(tǒng)的整體抗干擾能力旁核，而研制開(kāi)發(fā)的一種小體積浸弦、高性能的電量測(cè)試部件（產(chǎn)品）飘示。

電量隔離傳感器變送器可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的大電流、高電壓弹噩、功率每竿、頻率、相角僻一、電度等電參量進(jìn)行隔離測(cè)量和變換幅裳，也可以對(duì)各種微弱信號(hào)（如各種橋路信號(hào)）進(jìn)行隔離放大和變換，將其調(diào)理后冀肆，變換成符合國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)的電壓铆寓、電流、頻率等模擬信號(hào)或變換成數(shù)字量凄恤、開(kāi)關(guān)量狀態(tài)等信號(hào)輸出陵蜻。這些輸出信號(hào)可以和傳統(tǒng)的指針式儀表相接，也與現(xiàn)代的數(shù)字式自控儀表嘿辟、各種AD轉(zhuǎn)換器以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)直接配接舆瘪，從而可以形成一個(gè)高可靠的工業(yè)檢測(cè)（監(jiān)測(cè)）或控制系統(tǒng)。

由于電量隔離傳感器在應(yīng)用中红伦，用戶(hù)不需做二次開(kāi)發(fā)工作英古，高電壓或大電流信號(hào)可以直接接入產(chǎn)品淀衣，（通過(guò)端子、插針輸入或穿孔方式輸入）召调，就可以得到相應(yīng)的輸出信號(hào)膨桥。因此電量隔離傳感器作為信號(hào)調(diào)理、隔離和變換功能摸塊唠叛，是工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中比較理想的變送器產(chǎn)品只嚣。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)控制或檢測(cè)（監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)對(duì)電量隔離傳感器的要求也越來(lái)越高艺沼，特別是在產(chǎn)品的穩(wěn)定性册舞、檢測(cè)精度和功能方面。由于數(shù)字化產(chǎn)品不論其性能還是功能障般，如非線性校正和小信號(hào)處理方面调鲸，模擬產(chǎn)品是不可比擬的。因此瘾枉，電量隔離傳感器的數(shù)字化是一種必然趨勢(shì)岗翔。

下面就電量隔離傳感器的工作原理和其數(shù)字化技術(shù)問(wèn)題作一個(gè)簡(jiǎn)述，供大家參考碎瓢。
   
二、電量隔離傳感器基本工作原理

由于電量隔離傳感器產(chǎn)品的被檢測(cè)對(duì)像主要是電流和電壓信號(hào)转迷，所以下面主要介紹電流和電壓信號(hào)的檢測(cè)原理戴仁。

1、交流信號(hào)檢測(cè)原理

交流信號(hào)又分為交流電壓和電流信號(hào)乞易。圖1為交流電流信號(hào)的檢測(cè)原理框圖贱僚，圖2為交流電壓信號(hào)的檢測(cè)原理框圖，由CT和PT對(duì)信號(hào)進(jìn)行隔離毕蠢，電流為穿孔輸入方式吝沃，電壓為端子接線輸入方式。

圖1 交流電流信號(hào)檢測(cè)原理框圖

圖2 交流電壓信號(hào)檢測(cè)原理框圖

其中雁唁，CT為電流互感器俱竭，PT為電壓互感器，輸出一般為0～5V或4～20mA车份。

2谋减、直流信號(hào)檢測(cè)原理

圖3 直流信號(hào)檢測(cè)原理框圖

直流信號(hào)分為直流電壓和直流電流，直流電流一般是通過(guò)電阻取樣扫沼，直流電壓一般用電阻降壓處理出爹。由一個(gè)隔離電源向前置放大器供電。

由上述原理框圖可以看出缎除，不論是交流信號(hào)還是直流信號(hào)严就，輸入輸出都是完全隔離的总寻，一般，現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)都是大電流或高電壓梢为，這樣電量隔離傳感器就可以把現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)與低壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完全隔離渐行，避免系統(tǒng)受到強(qiáng)信號(hào)的干擾，從而提高系統(tǒng)的可靠性抖誉。 
   
三殊轴、 電量隔離傳感器數(shù)字化技術(shù)

圖4為一種交流信號(hào)數(shù)字式電量隔離傳感器的組合框圖，它由互感器袒炉、數(shù)據(jù)處理旁理、接口、TV變換和輸出等部分組成思早。

圖4 交流信號(hào)數(shù)字式電量隔離傳感器組合框圖

· 互感器有電流互感器和電壓互感器兩種个宾，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包萧；

· 數(shù)據(jù)處理部分是產(chǎn)品數(shù)字化的核心部分颁音，目前一般都選用帶AD轉(zhuǎn)換器單片機(jī)，如PIC16C74荠划、MSP430或ADCUC812等恕下，因此，電路可以很簡(jiǎn)單刘纸。

如果選ADUC812單片機(jī)桥庵，則可以直接輸出0～5V電壓信號(hào)，因?yàn)槠鋬?nèi)部包含有兩個(gè)12位的DA轉(zhuǎn)換器侈滚；

· 接口部分是數(shù)字信號(hào)輸出的變換電路氯鲫，目前廣泛采用的是RS-485總線接口，最常用的接口芯片為ADM483坞角，它可以最多掛接32個(gè)節(jié)點(diǎn)倾祈，當(dāng)然現(xiàn)在也有許多其它類(lèi)似芯片。RS-232接口一般有兩種方式實(shí)現(xiàn)晴叨，一種就是在RS-485網(wǎng)絡(luò)總線上加一個(gè)RS-485RS-232轉(zhuǎn)換器凿宾，另一種就是，直接把RS-232接口芯片放在產(chǎn)品中篙螟，后一種的缺點(diǎn)就是產(chǎn)品的應(yīng)用將受到限制菌湃，不能組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，只能點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊遍略。CAN-BUS是目前發(fā)展較快的一個(gè)總線惧所，其優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)，可以達(dá)到10km绪杏，不會(huì)出現(xiàn)總線沖突下愈，多主工作方式纽绍，通訊協(xié)議通用性好，當(dāng)然其成本較高势似。

· TV變換是為了兼容模擬信號(hào)采集輸入系統(tǒng)拌夏，目前一般是采用PWM方式輸出，再經(jīng)過(guò)TV變換履因，輸出0～5V或4～20mA模擬信號(hào)辰诉。

· 軟件主要包含三個(gè)功能模塊，數(shù)據(jù)采集越客、數(shù)據(jù)處理和通訊協(xié)議敏袄。其中數(shù)據(jù)采集主要就是讀取AD的轉(zhuǎn)換結(jié)果，由于單片機(jī)自帶AD瀑兜，因此程序比較簡(jiǎn)單坚为；

· 數(shù)據(jù)處理主要完成交流變直流的運(yùn)算，由于單片機(jī)的運(yùn)算速度有限按翅，因此我們采用頻率跟蹤法尿绕，來(lái)完成變換的計(jì)算；

通訊協(xié)議一般由用戶(hù)選定憾侮，如MODBUS協(xié)議唧整，ASCII格式等。
   
四选畴、 結(jié)束語(yǔ)

以上簡(jiǎn)單地介紹了電量隔離傳感器的基本工作原理和數(shù)字化技術(shù)問(wèn)題秀裂。由于數(shù)字式電量隔離傳感器可以直接輸出數(shù)字量，對(duì)于許多應(yīng)用系統(tǒng)可以省去AD采集模塊冗美，所以，可以降低系統(tǒng)成本析二。因此粉洼，電量隔離傳感器的數(shù)字化，不僅提高產(chǎn)品穩(wěn)定性叶摄，還可以使用戶(hù)進(jìn)一步降低成本属韧。

由于電量隔離傳感器產(chǎn)品種類(lèi)較多，本文僅介紹了一種交流信號(hào)電量隔離傳感器數(shù)字化技術(shù)蛤吓。電量隔離傳感器實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的方法較多宵喂，目前最普遍的是采用單片機(jī)技術(shù)，因?yàn)樗膽?yīng)用很靈活会傲，可以實(shí)現(xiàn)各種不同功能锅棕。隨著集成電路不斷發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了許多專(zhuān)用的芯片淌山，如電度表產(chǎn)品裸燎，已有許多專(zhuān)用芯片可選顾瞻，有數(shù)字接口也有脈沖輸出等。

本文對(duì)電量隔離傳感器產(chǎn)品數(shù)字化問(wèn)題作了膚淺的探討德绿，僅供有關(guān)人員參考株速，希望起到拋磚引 的作用，加快電量隔離傳感器數(shù)字化技術(shù)的更大發(fā)展彻盐。

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