一种交直流信号低温漂检测技术设计与实现.pdf

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1、《自动化与仪器仪表》2016年第9期(总第203期)一种交直流信号低温漂检测技术设计与实现廖文杰(绵阳市维博电子有限责任公司传感器技术部四川绵阳，621000)摘要：常规的检测交直流混合信号的检测技术采用光耦HcNR200进行隔离检测，存在温度漂移大的问题。为了达到减小温度漂移的目的，通过理论计算，以二极管lN4148作为温度补偿器件，设计了一种温度补偿电路。实践证明，该设计方案解决了检测交直流信号时温度漂移大的问题。关键词：光耦HCNR200；交直流信号检测；温漂补偿。中图分类号：TM71l文献标识码：BDOI编码：10．1401

2、6／i．cnki．1001—9227．2016．09．141Abstract：ThetemperaturedriftpmblemsexistinconventionalACandDCsignaldetectiontechnologywhichusingoptocouplerHCNR200toisolationanddetection．Inordertoachievethepurposeofreducingthetempemturedrift，thmughtheoreticalcalculation，usingthediode1N41

3、48asthetempemturecompensationdevice，atempemturecompensationcircuitisdesigned．Thepracticeprovesthatthedesigns01vestheproblemthatthetemperatured打ftoftheHCNR200detectionsignalisenlargedwhendetectingAC／DCsignal’Keywords：optocouplerHCNR200；AC／DCsignaldetection；temperaturedr

4、iftcompensation0引言目前，信号隔离检测的方式有很多种，电磁原理的电磁隔离，霍尔效应的霍尔隔离原理，调制解调的磁隔离，以及光电原理的光电隔离等。在检测不同的信号时，这几种方式各有优缺点，如霍尔原理适合检测大电流直流信号，电磁隔离适合检测大电流、高电压的交流信号，调制解调的磁隔离适合检测直流电压信号和小电流直流电流信号等，光电隔离适合检测交直流混合信号等。常规的交直流混合信号的检测一般采用光耦HcNR200进行检测。采用光电隔离器件HCNR200进行交直流混合信号的隔离测量就具有非常明显的优势。首先，光耦HCNR200的

5、工作电流是¨A级¨。，对高电压信号，输入阻抗为10000欧／伏，在系统的采样端就将强弱信号通过高阻进行了转换处理。其次，光耦HcNR200的隔离耐压指标达到Ac5000V，进一步保证了系统的安全，避免了高压信号耦合在低电源工作器件上造成的装置测量不准确和烧毁，保障控制系统的安全。再次，光耦HCNR200具有高速响应的优点，对于任意波形可以跟踪输出。虽然具有上述优点，但也存在检测交直流混合信号时温度漂移大的缺点。下面将主要从理论分析和实践验证解决这一问题。l常规检测方式缺点分析常规的交直流混合信号检测是利用光耦HcNR200进行检测，

6、按图1所示电路进行检测。图1交直流信号检测电路由于光耦HcNR200只能通过正向信号，因此在检测交流收稿日期：2016一02—01作者简介：廖文杰(1983一)，男，汉，湖北天门人，工程硕士，主要从事wB系列模拟量传感器开发工作，主要研究方向为模拟电量传感器设计。信号时，需要叠加直流基准信号Vrefl，使交流信号叠加在基准信号上，幅值大于零，通过光耦HcNR200，然后在光耦HcNR200输出端减去叠加的基准直流信号，最终得到检测的交流信号。该电路同样可以检测直流信号，因此称为交直流检测电路。在电路中电容c1、C2、c3的容值尽量小

7、，避免在信号频率高时对被测交流信号造成衰减。2。，一般容值取值在100pF～1000pF之间。电路的输入输出关系为：％m垧×篙×警(1)基准电压关系为：监!兰丝一旦丝，¨尺6×R2一尺5、-7为保证交流信号在叠加直流基准信号可以通过光耦HcNR200，光耦HCNR200的基准工作电流与交流信号的工作电流还必须满足以下关系式：等≥2等(3)在只考虑光耦HCNR200漂移的情况下，对直流检测电路和交流检测电路进行计算分析，并作如下假设：(1)光耦HcNR200的温漂为xppn∥℃；(2)其他电路中器件如基准、运放、电阻等的温漂为零。交直

8、流检测电路的温漂计算如下：基准电压产生的光耦HcNR200工作温漂：哪×篙×警×x(4)输入电压信号产生的光耦HcNR200工作温漂：耽n×警×墨警×x(5)o。n×鬲×—1琶厂×盖(，)输出电压为：％“㈨n×篙×警(6)总的温漂为：