電量隔離變送器可以對現場的大電流、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字量、開關量狀態等信號輸出。這些輸出信號可以和傳統的指針式儀表相接,也與現代的數字式自控儀表、各種AD轉換器以及計算機系統直接配接,從而可以形成一個高可靠的工業檢測(監測)或控制系統。
隨著科學技術的不斷發展,工業控制或檢測(監測)系統對電量隔離變送器的要求也越來越高,特別是在產品的穩定性、檢測精度和功能方面。由于數字化產品不論其性能還是功能,如非線性校正和小信號處理方面,模擬產品是不可比擬的。因此,電量隔離變送器的數字化是一種必然趨勢。
電量隔離變送器科學技術上的應用
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;數據處理部分是產品數字化的核心部分,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;TV變換是為了兼容模擬信號采集輸入系統,目前一般是采用PWM方式輸出,再經過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,數據采集、數據處理和通訊協議。其中數據采集主要就是讀取AD的轉換結果,由于單片機自帶AD,因此程序比較簡單;數據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;以上簡單地介紹了電量隔離變送器和數字化技術問題。由于數字式電量隔離變送器可以直接輸出數字量,對于許多應用系統可以省去AD采集模塊,所以,可以降低系統成本。因此,電量隔離變送器的數字化,不僅提高產品穩定性,還可以使用戶進一步降低成本。
由于電量隔離變送器產品種類較多,本文僅介紹了一種交流信號電量隔離變送器數字化技術。電量隔離變送器實現數字化的方法較多,目前最普遍的是采用單片機技術,因為它的應用很靈活,可以實現各種不同功能。隨著集成電路不斷發展,已經出現了許多專用的芯片,如電度表產品,已有許多專用芯片可選,有數字接口也有脈沖輸出等。