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(jiān)測），提高系統(tǒng)的整體抗干擾能力,，而研制開發(fā)的一種小體積,、高性能的電量測試部件（產(chǎn)品）。
電量隔離傳感器變送器可以對現(xiàn)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(diào)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(shù)字量,、開關(guān)量狀態(tài)等信號輸出。這些輸出信號可以和傳統(tǒng)的指針式儀表相接,，也與現(xiàn)代的數(shù)字式自控儀表,、各種AD轉(zhuǎn)換器以及計算機系統(tǒng)直接配接，從而可以形成一個高可靠的工業(yè)檢測（監(jiān)測）或控制系統(tǒng),。
由于電量隔離傳感器在應(yīng)用中,，用戶不需做二次開發(fā)工作，高電壓或大電流信號可以直接接入產(chǎn)品,，（通過端子,、插針輸入或穿孔方式輸入），就可以得到相應(yīng)的輸出信號,。因此電量隔離傳感器作為信號調(diào)理,、隔離和變換功能摸塊，是工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中比較理想的變送器產(chǎn)品,。
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,，工業(yè)控制或檢測（監(jiān)測）系統(tǒng)對電量隔離傳感器的要求也越來越高，特別是在產(chǎn)品的穩(wěn)定性,、檢測精度和功能方面,。由于數(shù)字化產(chǎn)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(chǎn)品是不可比擬的,。因此，電量隔離傳感器的數(shù)字化是一種必然趨勢,。
下面就電量隔離傳感器的工作原理和其數(shù)字化技術(shù)問題作一個簡述,，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(chǎn)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。

圖1 交流電流信號檢測原理框圖

圖2 交流電壓信號檢測原理框圖

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 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。
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(shù)
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(zhuǎn)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(nèi)部包含有兩個12位的DA轉(zhuǎn)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(luò)總線上加一個RS-485RS-232轉(zhuǎn)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(yīng)用將受到限制,，不能組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，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(zhuǎn)換結(jié)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(jié)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(shù)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(yīng)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(shù),。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(shù),，因為它的應(yīng)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(guān)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(shù)的更大發(fā)展。