手機版| 您好,歡迎訪問中國機電產(chǎn)品交易網(wǎng)! 網(wǎng)站地圖| 聯(lián)系我們
當前位置: 首頁 ? 行業(yè)資訊 ? 國內資訊 ? 正文

電量隔離傳感器在數(shù)字化技術中的應用

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期:2013-12-04
核心提示:電量隔離傳感器變送器是針對工程中的電量檢測(監(jiān)測),提高系統(tǒng)的整體抗干擾能力,而研制開發(fā)的一種小體積、高性能的電量測試部件(產(chǎn)品)。
        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(jiān)測),提高系統(tǒng)的整體抗干擾能力,而研制開發(fā)的一種小體積、高性能的電量測試部件(產(chǎn)品)。

  電量隔離傳感器變送器可以對現(xiàn)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,將其調理后,變換成符合國際通用標準的電壓、電流、頻率等模擬信號或變換成數(shù)字量、開關量狀態(tài)等信號輸出。這些輸出信號可以和傳統(tǒng)的指針式儀表相接,也與現(xiàn)代的數(shù)字式自控儀表、各種AD轉換器以及計算機系統(tǒng)直接配接,從而可以形成一個高可靠的工業(yè)檢測(監(jiān)測)或控制系統(tǒng)。

  由于電量隔離傳感器在應用中,用戶不需做二次開發(fā)工作,高電壓或大電流信號可以直接接入產(chǎn)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(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。

  隨著科學技術的不斷發(fā)展,工業(yè)控制或檢測(監(jiān)測)系統(tǒng)對電量隔離傳感器的要求也越來越高,特別是在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、檢測精度和功能方面。由于數(shù)字化產(chǎn)品不論其性能還是功能,如非線性校正和小信號處理方面,模擬產(chǎn)品是不可比擬的。因此,電量隔離傳感器的數(shù)字化是一種必然趨勢。

  下面就電量隔離傳感器的工作原理和其數(shù)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。

  圖1 交流電流信號檢測原理框圖

  圖2 交流電壓信號檢測原理框圖

  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 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。

  由上述原理框圖可以看出,不論是交流信號還是直流信號,輸入輸出都是完全隔離的,一般,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)場信號與低壓數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完全隔離,避免系統(tǒng)受到強信號的干擾,從而提高系統(tǒng)的可靠性。

  三、 電量隔離傳感器數(shù)字化技術

  圖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)據(jù)處理、接口、TV變換和輸出等部分組成。

  圖4 交流信號數(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,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;

  · 數(shù)據(jù)處理部分是產(chǎn)品數(shù)字化的核心部分,目前一般都選用帶AD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DA轉換器;

  · 接口部分是數(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,它可以最多掛接32個節(jié)點,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網(wǎng)絡總線上加一個RS-485RS-232轉換器,另一種就是,直接把RS-232接口芯片放在產(chǎn)品中,后一種的缺點就是產(chǎn)品的應用將受到限制,不能組成網(wǎng)絡結構,只能點對點通訊。CAN-BUS是目前發(fā)展較快的一個總線,其優(yōu)點是傳輸距離遠,可以達到10km,不會出現(xiàn)總線沖突,多主工作方式,通訊協(xié)議通用性好,當然其成本較高。

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

  · 軟件主要包含三個功能模塊,數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和通訊協(xié)議。其中數(shù)據(jù)采集主要就是讀取AD的轉換結果,由于單片機自帶AD,因此程序比較簡單;

  · 數(shù)據(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,來完成變換的計算;

  通訊協(xié)議一般由用戶選定,如MODBUS協(xié)議,ASCII格式等。

  四、 結束語

  以上簡單地介紹了電量隔離傳感器的基本工作原理和數(shù)字化技術問題。由于數(shù)字式電量隔離傳感器可以直接輸出數(shù)字量,對于許多應用系統(tǒng)可以省去AD采集模塊,所以,可以降低系統(tǒng)成本。因此,電量隔離傳感器的數(shù)字化,不僅提高產(chǎn)品穩(wěn)定性,還可以使用戶進一步降低成本。

  由于電量隔離傳感器產(chǎn)品種類較多,本文僅介紹了一種交流信號電量隔離傳感器數(shù)字化技術。電量隔離傳感器實現(xiàn)數(shù)字化的方法較多,目前最普遍的是采用單片機技術,因為它的應用很靈活,可以實現(xiàn)各種不同功能。隨著集成電路不斷發(fā)展,已經(jīng)出現(xiàn)了許多專用的芯片,如電度表產(chǎn)品,已有許多專用芯片可選,有數(shù)字接口也有脈沖輸出等。

  本文對電量隔離傳感器產(chǎn)品數(shù)字化問題作了膚淺的探討,僅供有關人員參考,希望起到拋磚引玉的作用,加快電量隔離傳感器數(shù)字化技術的更大發(fā)展。

?
?
分享到:0
?
?
[ 行業(yè)資訊搜索 ]? [ ]? [ 告訴好友 ]? [ 打印本文 ]? [ 關閉窗口 ]
?
?

?
0條 [查看全部]  相關評論

?
推薦行業(yè)資訊
圖文資訊
我國有望率先建成空間太陽能電站 國網(wǎng)南京公司“管家式”智能機器人正式“上崗”
安徽合肥2017年前7個月經(jīng)濟“成績單” 科學儀器開放共享助力基礎研究開啟新一輪“加速跑”
點擊排行

客服熱線:0551-69106578 業(yè)務咨詢:0551-69106578 郵箱:2268263116@qq.com

媒體合作: 點擊這里給我發(fā)消息 ??在線客服: 點擊這里給我發(fā)消息

Copyright (c) 2012 機電產(chǎn)品交易網(wǎng) . 版權所有 皖ICP備12004440號-2