電量隔離傳感器工作原理簡介

[編者按]:自動化網為推動各自動化專業技術人員之間的技術交流，展示自動化技術在各行業的深入應用，特舉辦“2006‘自動化網’杯自動化行業應用大獎賽”。歡迎大家參與投稿，稿件請發到：soft@zidonghua.com.cn ,并注明“自動化網杯自動化行業應用大獎賽”！[查看本次征文活動內容]




　　作者:羅德泉



　　摘要：本文主要介紹電量隔離傳感器的基本工作原理。

　　關鍵詞：電量隔離傳感器/變送器，監控系統，抗干擾技術


　　一、 概述

　　電量隔離傳感器/變送器是針對工程中的電量檢測(監測)，提高系統的整體抗干擾能力，而研制開發的一種小體積、高性能的電信號量測部件或模塊。

　　電量隔離傳感器/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A/D轉換器以及計算機系統直接配接，從而可以形成一個組成高可靠的工業檢測(監測)或控制系統。

　　由于電量隔離傳感器在應用中，用戶不需做二次開發工作，高電壓或大電流信號可以直接接入產品，（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，是工業控制和數據采集系統中比較理想的變送器產品。

　　隨著科學技術的不斷發展，工業控制或檢測(監測)系統對電量隔離傳感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，電量隔離傳感器的數字化是一種必然趨勢。


　　下面就電量隔離傳感器的工作原理作一個簡述，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。



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為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,隔離原理常用的有兩種方案，一種是采用線性光耦隔離技術，一種是采用調制解調技術。

　　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，現場輸入信號都是大電流、高電壓或是微小信號，這樣電量隔離傳感器就可以把現場信號與低壓數據采集系統完全隔離，避免系統受到強信號的干擾，從而提高系統的可靠性。



　　三、 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。由于電量隔離傳感器產品種類較多，電量隔離傳感器實現的方法較多，本文對電量隔離傳感器原理作了簡單介紹。僅供有關人員參考，讓我們共同推動電量隔離傳感器技術的發展。