新型隔离式直流变送器

　　在用计算机实时的过程控制及自动监测系统中，用变送器将温度、压力、流量变成电流或电压讯号，再经A/D变换送到计算机。为了消除干扰、保护计算机，变送器输人、输出端必须进行电隔离。一般采用的隔离办法是用变压器或光电隔离器直接隔离。

　　基本原理

　　图1为采用光电藕合变送器直接隔离的框图。虽然光电藕合器隔离性能好，但其线性和温度系数较差，如果用它传递直流电压信号，势必影响整个变送器的精度及线性度。如果采用负反馈的方法是可以进行补偿的，但该方法要求挑选特性非常一致的光电祸合器，但对管这是很困难的，也不适合批量生产。因而考虑将直流电压信号变成频率信号后，再由光电祸合器传送。

　　在这种方法中尽管光电藕合器线性差，但它只能影响输出信号的幅度及上、下沿形状，而对输出频率数值影响不大。这样，采用光电藕合器传送频率信号便克服了用光电藕合器直接传送电压信号所造成的困难。在变送器处于工作状态时，只要保证V一F及F一V变化是线性的，则输人电压与输出电压就是线性的。

　　各部分电路的工作原理

　　1.v一F电路(图2所示)。

　　2.光电隔离电路

　　图3为光电隔离电路。主要由虚线内光电藕合器组成。实际上，光电祸合器是由一个发光二极管和一个光敏三极管组成。在信息的传输过程中，用光作为媒介把输人端和输出端的电信号藕合在一起。由于输人端和输出端仅用光来藕合，在电性能上完全是隔离的。由于用光电藕合器来传送频率脉冲信号，这就不可避免地引人各种各样的干扰信号。这些干扰主要是由系统自身产生的干扰和外来的射频干扰。这些干扰将影响光电祸合器输出频率的大小，使变送器线性度变坏。然而，光电祸合器本身却能有效地抑制这些干扰。其原因如下:

　　1)光电祸合器的输人阻抗很低(一般为100n~IKn)，而干扰源的内阻一般都很高(约105~lo6n)，按分压比原理计算，能够馈送到光电藕合输人端的干扰噪声会变得很小。

　　2)由于干扰噪声的内阻很大，虽然它能供给较大的干扰电压，但只能形成微弱的电流，因而输出的能量很小。因为光电藕合器的发光二极管只有通过一定的电流时才能发光，因此即使是电压幅度很高的干扰，由于没有足够的能量也不能使二极管发光，从而被它抑制掉了。

　　3)光电藕合器的输人一输出端是用光藕合的，这种祸合又是在一个密封管壳内进行的，不会受外界光的干扰。

　　4)它的输人一输出间的寄生电容很小(一般为0.5~2PF)，绝缘电阻又非常大(一般为    ，因而输出系统内的各种干扰噪音很难通过光电祸合器反馈到输人系统中。