頻率隔離傳感器工作原理簡介

一、概述

本系列產品采用光電隔離原理、單片機技術和專用厚膜集成電路，對電網或電路中電壓信號的頻率進行實時測量，將其變換為標準的0～5V直流電壓信號(V_Z)輸出或4～20mA直流電流信號(I_Z)輸出。傳感器輸出可以直接與各型A/D配接，構成數據集中采集系統，也可以與傳統的模擬式、數字式指示儀表配接，顯示被測量之值。

二、產品特點

1. 體積小、精度高、頻帶寬、動態性能好；

2. 輸入電路、輸出電路完全隔離，輸出信號可以共地；

3. 輸出形式多樣，滿足各種使用要求；

4. 在（5～120）%標稱輸入范圍內，輸入與輸出保持正比例關系；

5. 提供專用于電網頻率測量的傳感器，和可以測量100kHz以內的任意波頻率傳感器；

6. 穩定性好，耐沖擊，過載能力強，可靠性高；

7. 度范圍寬，提供商業級、工業級產品；

8. 結構形式多樣，提供直插式、DIN卡裝式安裝方式，方便各種場合使用。

三、主要技術指標（以產品使用說明書為準）

1. 精度等級：0.2；

2. 線性范圍: 10%～120%標稱頻率值；

3. 輸入電壓允許范圍：50%～120%標稱電壓值；

4．響應時間：100mS；

5 負載能力: 直流電壓輸出≥5mA，

直流電流輸出≥300Ω；

6. 靜態電流: ≤25mA；

7. 輔助電源: +12V/+24V；

8. 隔離耐壓: ≥1500V DC；

9. 環境溫度：商業級：0℃～+50℃，

工業級：-25℃～+70℃；

10. 電壓過載能力:

施加2倍標稱輸入電壓，持續1ｓ，間隔10ｓ，重復10次不擊穿；

11. 額定輸入:

工頻頻率：45Hz～55Hz，40Hz～60Hz，

任意波頻率：40Hz～100kHz，

電壓：0～500V；

12. 輸出標稱值：

直流電壓輸出：0～5V，0～10V；

直流電流輸出：0～20mA，4mA～20mA；

四 工作原理

本系列傳感器采用模塊化結構, 主要由光電耦合器1、整形電路2、單片機3、D/A轉換器4、定標放大器5和專用厚膜集成V/I轉換器6組成。

交流電壓信號經光電隔離電路1隔離，在其輸出回路形成同頻率的電壓信號，該電壓經整形電路2形成同頻率脈沖波，輸入到單片機3測量周期。單片機軟件按f＝1/T 計算出信號頻率值（數字量），經D/A轉換器4把代表被測信號頻率的數字量轉換為模擬量，再由定標放大器5進行放大、定標，形成直流電壓V_Z輸出；D/A轉換器4輸出的模擬量經專用厚膜集成V/I變換器6后變成直流電流輸出。

光電隔離電路從輸入電壓信號中取樣，驅動發光二極管，把它變成脈動光信號，經過絕緣介質傳遞，再由光敏管恢復為交流電壓輸出，從而完成頻率信號的隔離傳送。

定標放大器5是一個直流線性放大器，是我公司配套開發的專用厚膜集成轉換器，它把D/A轉換器輸出的直流電壓放大到需要的幅度。

V/I轉換器6的“基準端”接地時，它輸出0～20mA直流電流；為它配加一個高穩定的偏置電路，就形成4mA～20mA直流電流輸出。

五 傳感器結構

本系列產品均采用便于現場使用的端子接線、U型結構卡裝方式。當被測信號電壓大于600V時，可以通過外接分壓電阻把測量范圍擴大到1500V。

六 傳感器輸入輸出特性曲線