電量隔離傳感器在數(shù)字化技術中的應用

　　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。