電流信號檢測裝置設計心得體會

『壹』 採集電壓電流光線的信號調理電路的設計

單片機控制的智能化路燈節能裝置的設計
隨著大中城市規模的不斷擴大，城市市容的改善，照明路燈的數量越來越多，其用電量占城市的總用電量的比例不斷增加。以往的路燈照明大多採用直接供電方式，人工送電人工關閉。這種方式有許多不足：供電系統在不同的時間電壓是波動的，在用電高峰期，電壓都低於額定值，在用電低谷期供電電壓又高於額定值，當電壓高時不但影響照明設備的使用壽命，而且耗電量也大幅增加（電源電壓若增加20％，則耗電量增加44％），當低谷時，照明設備又不能正常工作；利用人工送電，增加人員開資，有時又不能及時開閉，即影響正常照明又浪費電能含仿。因而有必要針對上述問題開發出一種使用方便又節能的裝置，這種裝置應有如下功能。
BCY67
（1）穩壓控制：無論在用電高峰還是用電低谷，始終能使供電電壓穩定在額定值范圍內；SL5020P
MM58248V

（2）顯示功能：可顯示輸入電壓、輸出電壓、三相電流、功率因數、有功、無功等參數；FSDL0365R

（3）定時啟停：不同地區不同季節，晝夜交替時間是不同的，系統能根據地區和季節自動調節開閉路燈時間；
LM4871A
（4）根據天氣情況調節啟停時間：在定時啟停功能上能有根據天氣情況開閉路燈；
HMC316MS8
（5）自動功率因數補償：隨著照明設備的不斷升級，系統應有功率因數補償功能；
SMDJ33A

（6）效率高，無波形畸變，電壓調節平穩，適應負載廣泛，能承受瞬時超載，可長期連續工作，手控自控隨意切換，設有過壓，欠壓自動保護功能。
73861-4
1 系統工作原理
KM416V1200BT-L5

交流調壓方式有多種，常見的有自耦變壓器調壓談州纖方式、調相方式、磁飽和穩壓方式等。這幾種方式均無法滿足路燈節能裝置的功能要求，自耦變壓器方式在大電流供電時，由於其碳刷的限制，不能滿足要求；而調相方式存在著波形畸變，即對電網有干擾，又對一些新型照明設備有干擾，無法滿足要求；磁飽和方式在大功率時因其體積龐大無法滿足要求。6MCX0297923

調壓變壓器是一個雙觸頭輸出，每個觸頭均可在全程范圍內移動。當觸頭A在上，觸頭B在下時，補償變壓器的輸出電壓Ub相位與Ui相同；當觸頭A在下，B在上時，補償變壓器輸出的電壓Ub相位與Ui相反。當輸入電壓Ui增加ΔUi時，控制電路調節觸頭A與B移動，使觸頭B移到上端，A移到下端，補償電壓Ub也相應改變ΔUb，且ΔUb=-ΔUi，Uo= Ui-ΔUb，使輸出電壓Uo保持不變；當輸入電壓Ui減小ΔUi時，控制電路則將觸頭A移到上端，B移到下端，此時ΔUb=ΔUi，Uo=Ui+ΔUb，使輸出電壓Uo保持不變。

調壓變壓器TUV的一次繞組接成Y形，連接在穩壓器的輸出端，二次繞組連補償變壓器TB的一次繞組，而補償變壓器的二次繞組串聯在主電路中。

其穩壓過程是：根據輸出電壓的變化，由電壓檢測單元采樣，檢測並輸出信號，控制伺服電機轉動，帶動變壓器TUV上的電刷來調節變壓器的二次電壓，以改變補償電壓的極性與大小，實現輸出電壓自動穩定在穩壓整定精度允許的范圍內，從而達到自動穩壓的目的。

補償變壓器方式具有體積小、控制靈活、調壓變壓器的功率和輸出電流可減至最小、可連續工作和過載能力強等特點。

2 控制電路的硬體設計

控制系統的硬體電路由控制單片機、A/D轉換器、LCD顯示、時鍾電路、伺服驅動器等組成。
2.1 單片機

單片機採用P89C51RD2，P89C51RD2單片機具有64K並行可編程的非易失性FLASH 程序存儲器，並可實現對器件串列在系統編程ISP 和在應用中編程IAP。在系統編程ISP（In-system Programming），內部有1KB的RAM，通過並行編程器選擇6 時鍾/12 時鍾模式（晶元擦除後默認的時鍾模式為跡旅12 時鍾），4 個中斷優先順序，雙DPTR 寄存器，可編程計數器陣列PCA，PWM輸出等功能。P89C51RD2單片機應用到本系統中不用外擴程序存儲器及數據存儲器，單片機的所有I/O口均工作在普通I/O工作方式，為節約口線，外圍器件均選用帶串列數據通訊的晶元，為防止干擾所有與強信號打交道的信號線均採用光電隔離，串口經電平轉換後一方面可做ISP功能，另一方面將來可與上位機進行通信。

2.2 模數轉換電路

模數轉換電路由信號調理電路及A/D轉換電路組成。信號調理電路主要功能是將外部的電壓、電流和環境光線等信號轉換成A/D能夠接受的信號范圍，A/D轉換晶元採用TLC2543轉換器。TLC2543是14通道輸入的12位A/D轉換器，晶元內部利用3個通道，外部有11個通道，輸入電壓是0~5V（VER-=0，VER+=5V），TLC2543與CPU的介面採用SPI方式，其管腳有轉換結束EOC、片選CS、數據輸入DI、數據輸出DO，TLC2543可工作在8位和12位方式，可在初始化中選擇，轉換啟動利用命令方式，只要在命令中送入相應的通道號TLC2543即開始轉換，轉換結束後EOC有低脈沖送到單片機，單片機響應中斷後可對TLC2543讀轉換數據，同時可送下一通道啟動命令。

2.3 步進電機驅動電路

步進電機驅動採用市售的步進電機驅動模塊，與單片機介面只需5條線，模塊的管腳有方向控制、步進脈沖、制動信號、GND和VCC。單片機採集三相電壓後，與設定值比較運算後，決定步進電機的運行方向及步進脈沖數，一旦輸出電壓在誤差范圍內，步進電機即停止運行。

2.4 顯示及鍵盤電路

顯示器採用128×64LCD顯示器，各數據可分屏顯示，顯示器與單片機的介面是4線式串列數據傳輸方式。鍵盤採用4×4矩陣式鍵盤，共16個按鍵，通過鍵盤可設定系統時間、穩定電壓、經緯度、開關路燈時間等參數。

2.5 環境光線檢測電路

環境光線檢測電路的功能是檢測室外的光線，只要在設定時啟動此功能，當室外光線暗到一定程度時，裝置可自動開啟路燈。電路如圖4所示。

當環境光線很亮時，光敏電阻RS阻值很小，此時三極體集電極電壓很低，當環境光線暗到一定的程度時，輸出OUT電壓升高，當高於設定值時，單片機控制路燈開啟。

2.6 功率因數檢測電路

電壓及電流經整形後，送到單片機的INT0、INT1，當INT0（電壓信號）產生中斷後啟動定時器T0計數，當INT1（電流信號）產生中斷後讀T0計數，當再一次INT0中斷時讀出T0值，同時清T0。由T0兩次讀出的值可算出電源的頻率及功率因數。

3 控制電路的軟體設計

軟體程序使用C51語言，採用模塊化方式編程。軟體由主程序、A/D采樣程序、數字濾波程序、顯示程序、鍵處理程序、步進電機驅動程序、電壓調節程序、功率因數補償程序等組成。

3.1 主程序

系統開始工作後主程序首先對單片機內部及外部的資源初始化，然後依次調用各功能模塊程序。

3.2 A/D采樣程序

A/D采樣程序由主程序循環調用，每次對外部10個模擬量採集12次，經數字濾波後送到數據緩沖區，供其它程序使用。

3.3 電壓調節程序

電壓調節程序採用PID演算法，其輸入量是設定的穩壓值與輸出電壓經PID運算後再經標度變換，轉換成步進電機輸出的脈沖數，供步進電機驅動程序使用。步進電機驅動程序比較簡單，根據PID算出的脈沖數及方向經I/O口向步進電機驅動器送出相應的脈沖，由於系統的穩壓精度可通過鍵盤設定在一定的范圍，因而系統在調壓過程中不存在超調現象。

3.4 顯示程序

顯示程序是將電壓、電流、功率因數、系統時間、工作狀態等參數分屏顯示到LCD上，由於LCD模塊內部有漢字型檔，因而在顯示漢字時可直接送漢字的內碼，動態數字也利用LCD內部的字模顯示，在程序中無需建立字模。

3.5 功率因數補償程序

根據中斷INT0、INT1讀回的數據算出功率因數，與設定的功率因數比較，經運算後控制外部的繼電器對電容組進行投切，可使路燈供電支路的功率因數保持在設定范圍內。

4 結論

智能化路燈節能裝置採用變壓器補償穩壓方式，利用單片機運算控制能力強的特點，具有體積小、工作可靠、節能等優點，如能推廣使用，會使城市路燈管理工作提高到一個新的水平，它不但節約能源，同時也可減少照明燈具的損耗，因而具有廣泛的推廣前景。

『貳』 電動機保護裝置的電流檢測型保護裝置

(1)熱繼電器利用負載電流流過經校準的電阻元件，使雙金屬熱元件加熱後產生彎曲，從而使繼電器的觸點在電動機繞組燒壞以前動作。其動作特性與電動機繞組的允許過載特性接近。熱繼電器雖則動作時間准確性一般，但對電動機可以實現有效
的過載保護。隨著結構設計的不斷完善和改進，除有溫度補償外，它還具有斷相保護及負載不平衡保護功能等。例如從ABB公司引進的T系列雙金屬片式熱過載繼電器；從西門子引進的3UA5、3UA6系列雙金屬片式熱過載繼電器；JR20型、JR36型熱過載繼電器，其中Jn36型為二次開發產品，可取代淘汰產品JRl6型。
(2)帶有熱—磁脫扣的電動機保護用斷路器熱式作過載保護用，結構及動作原理同熱繼電器，其雙金屬熱元件彎曲後有的直接頂脫扣裝置，有的使觸點接通，最後導致斷路器斷開。電磁鐵的整定值較高，僅在短路時動作。其結構簡單、體積小、價格低、動作特性符合現行標准、保護可靠，故日前仍被大量採用．特別是小容量斷路器尤為顯著。例如從ABB公司引進的M611型電動機保護用斷路器，國產DWl5低壓萬能斷路器(200—630A)、S系列塑殼斷路器(100、200、400入)。
(3)電子式過電流繼電器通過內部各相電流互感器檢測故障電流信號，經電子電路處理後執行相應的動作。電子電路變化靈活，動作功能多樣，能廣泛滿足各種類型的電動機的保護。其特點是：
①多種保護功能。主要有三種：過載保護，過載保護十斷相保護，過載保護十斷相保護+反相保護。
②動作時間可選擇(符合GBl4048．4—93標准)。
標准型(10級)：7．2In(In為電動機額定電流)，4—1Os動作，用於標准電動機過載保護，速動型(10A級)：7．2In時，2—1Os動作，用於潛水電動機或壓縮電動機過載保護。慢動型(30級)：7．2In時，9—30s動作，用於如鼓風機電機等起動時間長的電動機過載保護。
③電流整定范圍廣。其最大值與最小值之比一般可達3—4倍，甚至更大倍數(熱繼電器為1．56倍)，特別適用於電動機容量經常變動的場合(例如礦井等)。
④有故障顯示。由發光二極體顯示故障類別，便於檢修。
（4）固態繼電器它是一種從完成繼電器功能的簡單電子式裝置發展到具有各種功能的微處理器裝置。其成本和價格隨功能而異，最復雜的繼電器實際上只能用於較大型、較昂貴的電動機或重要場合。它監視、測量和保護的主要功能有：
①最大的起動沖擊電流和時間；
②熱記憶；
⑤大慣性負載的長時間加速；
④斷相或不平衡相電流；
⑤相序；
⑥欠電壓或過電壓；
⑦過電流(過載)運行；
⑧堵轉；
⑨失載(機軸斷裂，傳送帶斷開或泵空吸造成工作電流下跌)；
⑩電動機繞組溫度和負載的軸承溫度；
⑩超速或失速。
上述每種信息均可編程輸入微處理器，主要是加上需要的時限，以確保電動機起動或運轉過程中在損壞之前將電源切斷。還可用發光二極體或數字顯示故障類別和原因，也可以對外向計算機輸出數據。
(5)帶有電子式脫扣的電動機保護用斷路器其動作原理類同上述電子式過電流繼電器或固態繼電器。功能主要有：電路參量顯示(電流、電壓、功率、功率因數等)，負載監控(按規定切除或投入負載)，多種保護特性(指數曲線反時限、I2t曲線反時限、定時限或其組合)，故障報警，試驗功能，自診斷功能，通信功能等。產品如施耐德電氣公司生產的M系列低壓斷路器。
(6)軟起動器軟起動器的主電路採用晶閘管，控制其分斷或接通的保護裝置一般做成故障檢測模塊，用來完成對電動機起動前後的異常故障檢測，如斷相、過熱、短路、漏電和不平衡負載等故障，並發出相應的動作指令。其特點是系統結構簡單，採用單片機即可完成，適用於工業控制。

『叄』 小電流接地選線裝置原理

小電流接地選線裝置原理是利用接地瞬時的暫態信號進行選線，暫態信號具有幅值大、不受消弧補償影響的優點，選線可靠性很高。

由於各種干擾的影響，特別是當系統較小或是加裝自動調諧的消弧線圈後，電容電流數值較小，接地點電弧電阻不穩定時，零序電流(或諧波電流)數值很小，可能被干擾淹沒，其相位不一定正確，從而造成誤判。工程上所採用的零序電流互感器精度太低。

當原方零序電流在5A以下時，許多廠家生產的零序電流互感器，帶上規定的二次負荷後，變比誤差達20%以上，角誤差達20'以上，當一次零序電流小於1A時二次側基本無電流輸出，無法保證接地檢測的准確度，且選線檢測裝置用的電流變換器線性性能差，變電站自動化系統的選線檢測元件大多按保護級選擇。

保護級互感器在所測電流遠小於額定電流值時，綜合誤差難以滿足要求，兩級電流變換元件的總誤差是造成現場誤判的主要原因。工程實際中使用的零序濾序器的線性測量范圍超出了實際可能的接地電容電流。

(3)電流信號檢測裝置設計心得體會擴展閱讀

測量環節的綜合誤差是各種微機選線裝置誤判的主要原因，工程應用中盡量使參數配合適當，減小測量環節的綜合誤差，有效提高小電流接地選線系統的選線准確率。工程中一般採取的有效措施包括：

1)盡量選擇准確度高的專用零序電流互感器，額定原方電流的選擇應保證系統出現最大接地電容電流時能處在零序電流互感器的線性范圍內(准確限值)，原方電流的線性測量范圍應向下延伸到0．2A左右，用以適應經消弧線圈接地的小電流接地系統。

2)零序濾序器應盡量使用變比較小的計量級(最好為S級)電流互感器組合而成，較小的變比可使電容電流的二次值較大，有利於檢測裝置的電流變換器採集電流值，S級使電流互感器的測量精確線性范圍更寬，有利於測量較小的電容電流。工程實踐中不宜與計量系統合用同一電流互感器線圈。

3)微機檢測裝置的電流變換器的線性測量范圍應與互感器的二次輸出值配套，工程實踐計算經驗表明：零序電流互感器的二次側電流一般為mA級，電流變換器的線性測量范圍應以mA級起步，例如：普通型保護零序最小檢測電流為6mA。XC-LJK最小檢測電流為5mA.。

『肆』 求用電流環發生器設計PT100熱電阻變送器 的電路

摘要：本文介紹了二線制熱電阻熱電偶溫度變送器的電路設計, 文章分析了系統實現的理論依據及硬體實現方案，說明了利用VB設計的輔助設計軟體。該裝置具有精度高、可靠性較好、電路簡單、成本低、體積小、生產調試方便等特點, 具有廣泛的應用前景。

關鍵詞：二線制；溫度；變送器；熱電阻；熱電偶

中圖分類號：TP216 TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1006-883X(2002) 11-0019-07

一、簡介

二線制溫度變送器分別與熱電偶和熱電阻相配合，可以將溫度信號線性地轉換成4~20mA直流標准輸出信號。二線制溫度變送器應具有如下主要特點：

(1)二根線完成電源的輸入及4~20mA直流電流輸出, 即二根線既是電源線也是4~20mA標准信號輸出線。

（2）由於二線制一體化變送器安裝在感測器接線盒中, 所以必須有良好的可靠性、穩定性及較寬溫度工作范圍(0~85°C) 和較小的溫漂，同時要求體積盡可能小。

(3)在熱電偶和熱電阻溫度變送器中採用了線性化電路，從而使變送器的4~20mA輸出信號和被測溫度呈線性關系。

(4)在熱電偶溫度變送器中，要進行冷端補償，冷補范圍0~100°C。

變送器在線路結構上分為量程單元和放大單元兩個部分，其中放大單元是通用的，而量程單元，則隨品種、測量范圍的不同而不同。設計電路結構如圖1所示。

圖中粗線為電源線，細線為信號流程，兩根外接導線既是電源線也是信號線。4~20mA信號體制為二線制設計提供了可能性，當被測信號從下量程到上量程 （0％~100％）變化時，二根傳輸線上電流對應4~20mA變化； 4mA作為變送器電路工作損耗電流，也易於識別斷線斷電故障。RL為信號采樣負載電阻(RL≤250Ω) 。V(AB) 須大於12V以保證系統的正常工作。 在電源正常(17~30V) 的前提下, 迴路4~20mA電流I由輸入熱電阻R或熱電偶mV信號確定。

通過框圖我們可以看到，首先，需要對信號源所產生的信號進行採集，然後將採集到的信號進行放大、線性化調整、調零調滿，最後通過V/I轉換把線性反映溫度大小的電壓信號轉化為電流信號I1（0~16mA），加上電路的4mA靜態工作電流I2形成4~20mA電流信號通過二線制電源線輸出。對於熱電偶變送器，採用一個小型CU50熱電阻來測量冷端的溫度，進行冷端補償。兩種變送器都採用了LM124集成運放，它是四組獨立的高增益的內部頻率補償運算放大器。它可以適應本電路單電源工作的要求，電源電壓范圍大，溫度特性很好，性價比高，在後面電路中所用運放全都是LM124。

二、熱電阻二線制變送器的設計

熱電阻二線制變送器詳細電路圖如圖2(Pt100為例)所示, 下面就各部分工作原理作一下介紹。

1、信號採集電路

熱電阻是利用導體的電阻隨溫度變化而變化的特性測量溫度, 常用的有鉑電阻Pt100、Pt10銅電阻Cu50、Cu100等。 其阻值與溫度關系可通過分度號表查詢。

圖中是以Pt100熱電阻為例（在這里，可以採用其他的熱電阻，如Cu50、Cu100等） ，TL431是2.5V穩壓二極體，D2是一個保護二極體，防止輸入電壓反接可能帶來的對電路的影響或者破壞。R1是限流電阻，R2、R3、R4與R5(Pt100)配合使用，組成一個電阻測量電橋。由於一體化二線制熱電阻變送器安裝在接線盒內，引線電阻忽略不計。R1、R2、R3、R4可以確定下來（其值見圖2），其中熱電阻R5隨著溫度變化而變化。R4根據採用的熱電阻分度號不同而取不同的值。如Pt100測量時R4取100Ω，Cu50測量時R4取50Ω。電橋中間兩點電壓作為後續差動放大器的輸入信號。分別為：

因R2=R3>>R4及R5, 故：

2、一級放大電路和線性化調整電路

該電路功能之一是把採集到的微弱信號放大,在本級電路中採取了差動放大。同時，與該放大電路連接在一起的還有一個正反饋非線性調整電路，它的主要功能是對熱電阻與溫度電阻間的非線性進行修正,保證放大器的輸出電壓被測溫度成線性關系。

R7、R8、R9以及LM124構成了放大電路。對於該局部電路，輸入信號來自採集到的信號V和V¢，輸入信號分別各自經過R7、R8進入LM124的第一組運算放大器, 得到輸出電壓V1 （在這里沒考慮非線性調整電路即反饋迴路R6對電路輸入的影響）。

V1=V¢+ R9 (V-V¢)/R8

此外，在該電路中還有一個非常重要的部分，那就是線性化調節電路，即本電路中的R6。 對於線性化調節的過程以及原理，我們可以用圖3加以解釋。

圖中虛線表示沒有進行線性化調節時輸出電壓隨源溫度變化時的曲線，圖中實曲線則表示進行R6非線性化調節的具體過程，隨著溫度升高，輸出電壓隨之提高，正反饋影響增強，只要R6阻值合適可剛好抵消熱電阻本身非線性的影響，使得輸出電壓和溫度為線性關系，即圖3中直線所示。根據線性化調整原理，線性調整電阻R6的反饋電壓V反為：

則實際輸出：

由於熱電阻線性較好, 經計算調校本電路中R6=8.2kΩ，熱電阻非線性修正可以達到千分之二的精度。

3、調零、電源平衡及二級放大電路

對零點進行調節的電路，實質上就是調節本級放大電壓輸出的大小, 保證在信號源零度（R5=100Ω, 第一級放大器輸出為零）時整個迴路電流I1=4mA。它由R10、R16、R13、W1組成，實質上就是在本級電壓輸入正端疊加一個調零電壓，使不足4mA的靜態工作電流達到4mA。此外，在該電路中，還有一個部分，那就是減小電源波動對電路輸出的影響，即電路中的R15,它可以抑制電源波動帶來的影響。當外界電壓源發生較大的波動時(或負載電阻RL變化)，電路靜態工作電流會發生微小變化,我們可以利用R15來穩定輸出電流。其工作原理一方面是電源增大帶來靜態電流增加, 另一方面電源的增大通過R15加到本級放大器的負端起到減法作用, 使本級輸出電壓下降, 選擇合適的R15阻值, 可以保證電源在允許范圍內波動時輸出電流的穩定。R17決定二級放大倍數。

4、調滿電路和V/I轉換電路

調滿電路是由R18、R20、W2組成的對上一級電壓輸出V2分壓構成。通過對W2的調節，使得最後輸出（信號源最高輸入時整個電路的輸出）達到要求的輸出結果V(W2中間抽頭電壓)。R21、R22、R23、R24、R25及運放組成一個V/I轉換電路, 由於R22、R23、R24均為200kΩ的大電阻，R25為100Ω的小電阻，整個電路電流輸出I2≈V/R25。R26是一個負載電阻。

三、 熱電偶二線制變送器電路設計

熱電偶二線制變送器電路和熱電阻二線制變送器主要區別在於信號採集和非線性修正部分, 下面我們就這兩部分別作介紹。

1、信號採集和一級放大電路

熱電偶的輸出是隨被測溫度變化的mV信號。該局部電路設計如圖4所示。在電路中，TL431的作用是輸出穩定的2.5V。D0是一個保護二極體，它可以保護電源輸入正負反相對電路的危害。通過R3和TL431分壓，使TL431兩端的工作電壓保持在2.5V，並為後面的冷端補償，為修正電路和調零電路提供直流電源。在此電路中，銅線繞制的熱電阻Cu50起冷端補償作用。當熱電偶的熱電勢E12隨冷端溫度的變化而變化時，銅電阻 Cu50兩端的電壓也隨之反方向變化，如果分壓電阻R2的阻值選擇適當，則Cu50兩端電壓的變化能自動的補償冷端溫度變化對熱電偶熱電勢的影響。根據冷端補償的定義，應使50°C與0°C時Cu50兩端的電壓差等於熱電偶在50°C時的熱電動勢，當冷端溫度為零度時存在的電壓mV通過後面的調零電路解決，以鎳鉻-鎳硅（鎳鋁）熱電偶（分度號K）測量變送范圍0~1300℃為例， K分度50°C時輸出熱電勢等於2.022mV即：由此可求得：R2=13kΩ。

電路中，熱電偶mV信號和冷補銅電阻兩端電壓相加，經過R4輸入到LM124的第一級放大器，根據放大器工作原理，我們可以得出輸出電壓（設包括熱電偶及冷補之和的輸入信號為V）。 設計考慮使得當熱電偶的溫度達到最大值(1300℃對應熱電勢為52.398mV)，放大器的輸出電壓為2.5V。也就是說，熱電偶冷端溫度為0°C時的電壓加上熱電偶的最大熱電勢，再乘以放大倍數應等於2.5V，即：其中，K為LM324的放大倍數,由此可計算出K=40，如果取R4=R5=5.1kΩ，則R6應為180kΩ。

2、線性化調整電路和二級放大電路

該局部電路（這一級輸出V2）是本電路中十分重要的環節，同時也是比較難的環節。因為它涉及到整個電路的線性調節。放大部分在前面已經敘述，現在就線性調節問題加以闡述。具體電路如圖5所示（圖中幾個二極體連接的電路就是線性修正電路）。電路中的R9、R10、R11、R13、R14、R15、R16均為斷開，只有在需要時，我們才加上該電阻。

本電路是用一非線性放大電路去校正被測參數的非線性特性, 其原理就是由二極體補償電阻組成的折線並聯支路在輸入信號的不同位置相續起作用, 使放大器在信號大小不同位置放大倍數不同, 其非線性特性剛好和被測熱電偶非線性特性相反。在本電路中採用六個折點(三個為正三個為負), 折點的位置可改變支路二極體導通電壓調整, 調整折線支路電阻大小可改變折線補償斜率。在實際設計過程中，可取幾個點進行修正，對於K分度（檢測范圍0~1300°C）,首先可以假定在0~100°C范圍近似線性，非線性誤差忽略不計，另外再取500 °C、900°C、1300°C作為修正檢測點，當檢測點值在要求線性值以上，則表示輸出值偏大，這就 需要降低輸出，具體措施就是連接D7~D12中某一級調整電路；反之則連接D1~D6中某一級調整電路。電路中拐點選擇二極體可根據修正的需要選用硅管或鍺管。調整方式如下：首先以0°C調零1000°C調滿, 然後按以下順序反復調校：

A 、對 100°C~500 °C段非線性調整時，我們可以連接D1或者D12這一級，然後調整R9或者R16電阻大小來改變放大器的放大倍數，使其達到規定輸出值。如果檢測到輸出值偏小，要選擇R9 D1，計算調整R9的阻值, 促使本段運放放大倍數上升，直到輸出電壓增大到要求線性值。如果我們檢測到輸出值偏大，則需要選擇R16 、D12。並調整R16阻值，促使本段運放放大倍數下降輸出電壓減小到要求線性值。

B 、在調節500 °C~ 900°C段非線性調整時，我們可以連接D2、D3或者D10、D11，然後調整R10或者R15的大小。

C、對900 °C~ 1300°C段非線性調整時，根據檢測點1300°C輸出值偏大或偏小決定選擇連接的是剩下兩個折線補償支路(三個二極體)的哪一路, 方法同上。

和熱電阻變送器相同，在該電路中的R12的作用是修正電源波動時對整個電路的影響。防止電壓源不穩定造成4~20mA波動。調零調滿及V/I轉換電路也和熱電阻相同在此不再贅述。

四、軟體設計

1、設計概述

根據在實際設計生產中的需要，對不同分度號不同量程的二線制溫度變送器，其電路參數也略有不同, 這給產品的生產調試帶來不便, 為此在理論計算分折的基礎上設計了一個輔助軟體來解決這個問題。在這里，同一類二線制變送器電路原理基本相似，只是有幾個電阻參數不同。為此，我們可以設計一個輔助計算軟體，來計算不同分度號不同量程變送器電路所對應的合適電阻值。在實際設計過程中，我們可以分兩大類：

(1)熱電阻二線制變送器

該類電路包括：Pt100、Pt10、Cu50、Cu100、G、二線制變送器。

(2)熱電偶二線制變送器

該類電路包括：熱電偶K、E、S、B、J、T、WRE二線制變送器。

2、電阻計算的VB界面設計

根據要求，對於該界面，它應集成了檢測電路類型選擇、電阻計算、具體電路圖查看、電阻阻值顯示（混和電路原理圖）等功能。當我們在選擇了所需檢測電路類型時，單擊確定後，在我們的主體窗口中就可以將各個需計算的電阻顯示出來，同時，為了更加清晰的顯示各電阻之間的關系以及所計算電阻在電路中的位置，我們還要同時顯示出電路原理圖，把算出的電阻值顯示在原理圖上電阻的相應位置。主體窗口中的熱電阻、熱電偶二線制變送器電路的查看，主要是提供一個全面的設計電路原理圖，藉以顯示在桌面上，同時消除因為顯示電阻值而使電路線路不清楚的影響。界面的主體窗口如下：

(1)電路類型選擇設計

在類型中，我們有各種分度的二線制變送器。為此選擇ComboBox命令來建立下拉式選擇菜單，在該命令的List―list中輸入所需各種類型，然後對該下拉菜單進行命名，比如CboOk。此外在主體程序中進行相應的鏈接。部分鏈接顯示如下：

If CboOk.Text=「請選擇類型」Then MsgBox「必須選擇所需要的類型」

If CboOk.Text= 「Pt100(0~500度)」Then……

它的功能主要是通過對類型的控制來選擇所需要的計算。

(2)電阻阻值顯示（混和電路原理圖）設計

A、對於在主體窗口中的電阻值的顯示，可以採用TextBox命令來對計算出來的阻值進行顯示，由於要有相應的電阻符號（R1或者其它電阻符號），還要採用Lable命令，來顯示相應的電阻符號。在對電阻進行計算時，可以採取如下的方式（假設選擇的是Pt100二線制變送器，計算某一電阻R9公式已知，計算R9的程序如下）：

If CboOk.Text = "Pt100(0-500度)" Then

Label7(4).Visible = False

Label7(3).Visible = True

Text2.Text = (Val(Text1(0).Text) * 100 - 2.5 * 2.809) / (2.5 * 0.1809)

式中Text2.Text即表示我們所求的R9，(Val(Text1(0).Text)則表示我們的未知值，或者是已知的需要帶入本式計算的值。Label7(3) Visible、Label7(4)Visible是指我們第三個、第四個計算輸出的電阻值，在熱電阻變送器中，我們的規定它們的單位為kΩ，而在熱電偶變送器中，我們規定的單位為歐，為此，在需要顯示以kW為單位的電阻值時，我們需要隱藏以W為單位的電阻值。

B、對於同時顯示的電路圖以及顯示在電路中的電阻值，我們必須新建一個窗體Form2以及Form3，同時還要設定一個數據傳輸模塊，藉以從Form1中把計算出的電阻傳輸到Form2以及Form3的電路原理圖中顯示。新建窗體或者模塊，可以在VB的程序編寫界面的工程條中選取新建窗體或者新建模塊命令。在模塊中，我們可以任意設定變數，但前提是必須與Form1主體程序中的變數一致。

C、Form2、Form3設計思路完全一樣，只是在顯示熱電阻電路時，熱電偶電路不顯示，在顯示熱電偶電路時，熱電阻電路不顯示。這是我們需要利用 Form2.Show Form3.Hide語句來屏蔽 Form3或者Form2的顯示。由於我們有單獨的電路顯示，為此，當只需要查看電路圖而不需要顯示電阻值或者那個Lable框時，也需要對在電路圖中幾個Lable顯示框進行屏蔽。

在圖例中，我們可以通過左上下拉菜單中選擇所需檢測溫度的電路類型，經過點擊確定後，這時，調用後台程序對所需計算的電阻進行計算並顯示出來，這里有兩種顯示方式，其一是在主界面上顯示，另外可以在電路原理圖的電阻的相應位置顯示。此外，我們可以通過點擊查看熱電阻電路、查看熱電偶電路來查看我們的所需電路原理圖。工作實例見圖6。

五、結論

本文介紹的熱電阻、熱電偶兩線制變送器具有電路簡單、成本低、可靠性高的特點，精度可以保證在0.5%以內。可以製成小體積的一體化兩線制變送器，直接安裝在熱電阻、熱電偶感測器接線盒內；已產品化批量生產，並得到廣泛的應用。同時，本文介紹的輔助設計軟體解決了不同分度號、不同量程變送器電路參數不同帶來調試困難的問題。具有較強的工程實用價值。

『伍』 電流檢測電路異常

電流感測器故障處理方法

在變頻調速過程中，電流信息與速度信息是必不可少的，需要它們兩個的完善來支撐雙閉環控制的環節。電流感測器在運行的過程中，會受到電流沖擊等因素的干擾從而發生故障，導致系統崩潰。對於它的故障診斷方法主要有以下幾種。

1、基於模型診斷方法。這種診斷方法的基礎是數學建模，也就是說數學模型在電動機上的應用。其中，必須要用到觀測器。觀測器所觀測的信息與實際對電流感測器的測量信息做一個數據對比，從而判斷故障。利用全階自適應觀測器來產生一個殘差，根據殘差和給定的閾值判斷電流感測器故障。

2、基於信號診斷方法。這種診斷方法是通過對信號的測量、對信號特徵的辨別來診斷是否發生故障。如果電流感測器發生了故障，那麼就會顯示出不同的信號特徵，對其予以記錄，故障信號特徵與正常系統的特徵不同，那麼根據之前的經驗就可以准確地把握故障的定位，對其進行辨識，從而予以解決。在沒有障礙順利運行時，各相的故障定位變數都將趨近一個固定值。而在某相電流感測器故障後，這個值會與其他兩相顯著不同，從而定位故障。

3、基於知識的故障診斷方法。這種診斷方法的依據和基礎與前兩者略有不同，其需要實時數據與歷史數據，兩者同時具備的情況下才能去診斷。這種診斷，在實際應用中還是很廣泛的。

『陸』 國內電能質量分析儀哪家做的比較好

我知道福祿克還行，國內的話就致遠電子家的電能質量分析儀，我們現在在用這家的；電能質量分析儀是一款通用型的儀器，應用面非常廣泛，但儀器門檻比較高，尤其是對精度和穩定性，如果要做好，沒有一定時間投入與研究是不行的。當時我是在一次展會認識這家電能質量分析儀的，後來我還去過他們那邊；他們專注於做電子電力的測試測試，特別是電能質量分析儀行業做得非常深，不僅僅在線式的電能質量監測裝置、攜帶型的電能質量監測裝置、還是在單迴路或是多迴路的電能質量裝置，全系列的產品做得都非常好，不僅在總端做得非常精緻，而且在上位機分析軟體上有很多本土化的功能，特別是能導出符合國標的功能。採用fluke6105A此等國際標准校準，精度有保證。

『柒』 有沒有什麼裝置可以做到；只要輸入的電流達到一定值就會動作的例如電流到100A就會有觸點閉合或開路。

實現這個功能有很多種辦法
1.高精度，造價昂貴！就是樓上說的 智能數顯電流專表，你可以設定一個電流值，當屬電流達到這個設定值時，輸出常開或常閉信號，或者更高級的帶RS232串口，直接和電腦通訊，還可以生成波形圖哦！！
2.底精度，造價便宜！購買電流繼電器，但有一個限制，目前我知道的、接觸過的最大的只有200A，再大就只有加電流互感器，再把電流繼電器接入互感器，計算變比，調整電流繼電器就可以了。還有就是電接點電流表，當表頭到達某一個位置輸出常閉信號，這個造價最便宜！但可靠性要差點。