电量隔离变送器可以对现场的大电流、高电压、功率、频率、相角、电度等电参量进行隔离测量和变换,也可以对各种微弱信号(如各种桥路信号)进行隔离放大和变换,将其调理后,变换成符合国际通用标准的电压、电流、频率等模拟信号或变换成数字量、开关量状态等信号输出。这些输出信号可以和传统的指针式仪表相接,也与现代的数字式自控仪表、各种AD转换器以及计算机系统直接配接,从而可以形成一个高可靠的工业检测(监测)或控制系统。
随着科学技术的不断发展,工业控制或检测(监测)系统对电量隔离变送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,电量隔离变送器的数字化是一种必然趋势。
电量隔离变送器科学技术上的应用
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;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模拟信号。
软件主要包含三个功能模块,数据采集、数据处理和通讯协议。其中数据采集主要就是读取AD的转换结果,由于单片机自带AD,因此程序比较简单;数据处理主要完成交流变直流的运算,由于单片机的运算速度有限,因此我们采用频率跟踪法,来完成变换的计算;以上简单地介绍了电量隔离变送器和数字化技术问题。由于数字式电量隔离变送器可以直接输出数字量,对于许多应用系统可以省去AD采集模块,所以,可以降低系统成本。因此,电量隔离变送器的数字化,不仅提高产品稳定性,还可以使用户进一步降低成本。
由于电量隔离变送器产品种类较多,本文仅介绍了一种交流信号电量隔离变送器数字化技术。电量隔离变送器实现数字化的方法较多,目前最普遍的是采用单片机技术,因为它的应用很灵活,可以实现各种不同功能。随着集成电路不断发展,已经出现了许多专用的芯片,如电度表产品,已有许多专用芯片可选,有数字接口也有脉冲输出等。