电量隔离传感器在工程电量检测中的应用
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2020-10-24
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电量隔离传感器在工程电量检测中的应用电量隔离传感器在工程电量检测中的应用
电量隔离传感器变送器是针对工程中的电量检测（监测），提高系统的整体抗干扰能力，而研制开发的一种小
体积、高性能的电量测试部件（产品）。
一、概述
电量隔离传感器变送器是针对工程中的电量检测（监测），提高系统的整体抗干扰能力，而研制开发的一种小体积、高性能的
电量测试部件（产品）。
电量隔离传感器变送器可以对现场的
由于电量隔离传感器在应用中，用户不需做二次开发工作，高电压或大电流信号可以直接接入产品，（通过端子、插针输入或
穿孔方式输入），就可以得到相应的输出信号。因此电量隔离传感器作为信号调理、隔离和变换功能摸块，是工业控制和数据
采集系统中比较理想的变送器产品。
随着科学技术的不断发展，工业控制或检测（监测）系统对电量隔离传感器的要求也越来越高，特别是在产品的稳定性、检测
精度和功能方面。由于数字化产品不论其性能还是功能，如非线性校正和小信号处理方面，模拟产品是不可比拟的。因此，电
量隔离传感器的数字化是一种必然趋势。
下面就电量隔离传感器的工作原理和其数字化技术问题作一个简述，供大家参考。
二、电量隔离传感器基本工作原理
由于电量隔离传感器产品的被检测对像主要是电流和电压信号，所以下面主要介绍电流和电压信号的检测原理。
1、交流
交流信号又分为交流电压和电流信号。图1为交流电流信号的检测原理框图，图2为交流电压信号的检测原理框图，由CT和PT
对信号进行隔离，电流为穿孔输入方式，电压为端子接线输入方式。
图1 交流电流信号检测原理框图
图2 交流电压信号检测原理框图
其中，CT为
2、直流信号检测原理
图3 直流信号检测原理框图
直流信号分为直流电压和直流电流，直流电流一般是通过电阻取样，直流电压一般用电阻降压处理。由一个隔离电源向前置放
大器供电。
由上述原理框图可以看出，不论是交流信号还是直流信号，输入输出都是完全隔离的，一般，现场输入信号都是大电流或高电
压，这样电量隔离传感器就可以把现场信号与低压数据采集系统完全隔离，避免系统受到强信号的干扰，从而提高系统的可靠
性。
三、 电量隔离传感器数字化技术
图4为一种交流信号数字式电量隔离传感器的组合框图，它由互感器、
图4 交流信号数字式电量隔离传感器组合框图
· 互感器有电流互感器和电压互感器两种，电流互感器一般为穿孔方式，电压互感器在其原边一般需要加限流电阻；
· 数据处理部分是产品数字化的核心部分，目前一般都选用带AD转换器单片机，如PIC16C74、MSP430或ADCUC812等，因
此，电路可以很简单。如果选ADUC812单片机，则可以直接输出0～5V电压信号，因为其内部包含有两个12位的DA转换器；
· 接口部分是数字信号输出的变换电路，目前广泛采用的是RS-485总线接口，最常用的接口芯片为ADM483，它可以最多挂接
32个节点，当然现在也有许多其它类似芯片。RS-232接口一般有两种方式实现，一种就是在RS-485网络总线上加一个RS-
485RS-232转换器，另一种就是，直接把RS-232接口芯片放在产品中，后一种的缺点就是产品的应用将受到限制，不能组成
网络结构，只能点对点通讯。CAN-BUS是目前发展较快的一个总线，其优点是传输距离远，可以达到10km，不会出现总线冲
突，多主工作方式，通讯协议通用性好，当然其成本较高。
· TV变换是为了兼容模拟信号采集输入系统，目前一般是采用PWM方式输出，再经过TV变换，输出0～5V或4～20mA模拟信
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