电量隔离传感器在数字化技术中的应用

　　直流信号分为直流电压和直流电流，直流电流一般是通过电阻取样，直流电压一般用电阻降压处理。由一个隔离电源向前置放大器供电。

　　由上述原理框图可以看出，不论是交流信号还是直流信号，输入输出都是完全隔离的，一般，现场输入信号都是大电流或高电压，这样电量隔离传感器就可以把现场信号与低压数据采集系统完全隔离，避免系统受到强信号的干扰，从而提高系统的可靠性。

　　三、电量隔离传感器数字化技术

　　图4为一种交流信号数字式电量隔离传感器的组合框图，它由互感器、数据处理、接口、TV变换和输出等部分组成。

　　图4交流信号数字式电量隔离传感器组合框图

　　·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;

　　·接口部分是数字信号输出的变换电路，目前广泛采用的是RS-485总线接口，最常用的接口芯片为ADM483，它可以最多挂接32个节点，当然现在也有许多其它类似芯片。RS-232接口一般有两种方式实现，一种就是在RS-485网络总线上加一个RS-485RS-232转换器，另一种就是，直接把RS-232接口芯片放在产品中，后一种的缺点就是产品的应用将受到限制，不能组成网络结构，只能点对点通讯。CAN-BUS是目前发展较快的一个总线，其优点是传输距离远，可以达到10km，不会出现总线冲突，多主工作方式，通讯协议通用性好，当然其成本较高。

　　·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;

　　通讯协议一般由用户选定，如MODBUS协议，ASCII格式等。

　　四、结束语

　　以上简单地介绍了电量隔离传感器的基本工作原理和数字化技术问题。由于数字式电量隔离传感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，电量隔离传感器的数字化，不仅提高产品稳定性，还可以使用户进一步降低成本。

　　由于电量隔离传感器产品种类较多，本文仅介绍了一种交流信号电量隔离传感器数字化技术。电量隔离传感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。

　　本文对电量隔离传感器产品数字化问题作了肤浅的探讨，仅供有关人员参考，希望起到抛砖引玉的作用，加快电量隔离传感器数字化技术的更大发展。