电阻采样及隔离.pdf

电阻采样及隔离技术在工业测量和控制系统中扮演着至关重要的角色，主要目的是为了防止系统受到外界干扰，确保测量数据的准确性和系统的稳定性。常用的隔离方法包括变压器隔离、电容耦合隔离和光耦隔离。其中，光耦隔离因其体积小、成本低、隔离效果好以及能有效消除前后级干扰等特点，常被用于数字和模拟信号的隔离。 线性光耦是针对模拟信号传输设计的一种特殊隔离器件，它能保持信号传输的精度和线性度。以avago公司的hcnr201线性光耦为例，其内部结构包含一个高性能LED和两个匹配的光敏二极管PD1和PD2。LED作为输入端，当有电流通过时产生光，而PD1和PD2则在光照下产生光电流。PD1通过负反馈机制消除LED的非线性和温度影响，提升输入输出的线性度和稳定性；PD2作为输出端，输出与LED光照强度成正比的电流，实现电流隔离。 hcnr201的工作原理基于一个简单的隔离电路，包括由LED、PD1和运算放大器A1组成的输入部分，以及由PD2和运算放大器A2组成的输出部分。输入电压Vin通过运算放大器A1转化为电流If，驱动LED发光。PD1的负反馈使得电流If只取决于Vin和电阻R1，而PD2产生的电流Ipd2与If成比例，通过调整R2与R1的比例，可以设定输出电压Vout与输入电压Vin的关系，实现线性增益。 在实际应用中，要注意几个关键点：为了实现完全隔离，不仅信号需要隔离，电源也应隔离，避免前级和后级电路之间的干扰；线性光耦的反馈机制使其不适合处理快速变化或高频信号；电路中的电阻、电容等元件分别起到限流、控制发光强度和提供稳定性的作用。 例如，在PT100测温电路中，线性光耦隔离电路能够保护系统不受外部干扰。PT100是一种温度传感器，其电阻值随温度变化，通过测量PT100的阻值并转换为电压信号，再通过A/D转换送入单片机处理。采用hcnr201进行隔离，可以确保温度测量的准确性，避免其他因素对测量结果的影响。 电阻采样及隔离技术是工业自动化系统中不可或缺的一部分，而线性光耦如hcnr201提供了高精度、高线性的模拟信号隔离方案，尤其适用于需要稳定、精确测量的场合。通过理解其工作原理和注意事项，我们可以更好地设计和优化工业控制系统，提升整体性能。