交流信号数字式隔离电量变送器一般由电压/电流传感器、信号调理、隔离放大、AD采样、微处理器、通讯接口等部分组成。 电压、电流传感器依据测量信号特点可以是电压互感器、电流互感器、霍尔电压传感器、霍尔电流传感器、罗氏线圈等等;
微处理器是产品数字化的核心部分,一般都选用带A/D转换器的单片机,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D/A转换器;
通讯接口部分是数字信号输出的变换电路,广泛采用的是RS-485总线接口,常用的接口芯片为ADM483,它可以多挂接32个节点,当然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-485/RS-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。采用光纤传输的通讯接口具有较强的电磁兼容能力,适用复杂电磁环境下的高精度测量。
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A/D的转换结果,由于单片机自带A/D,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。
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