[实用新型]自适应温度变换器

说明书

所属技术领域

本实用新型属电力系统的电压变电站的测量设备，特别涉及测量变压器温度的温度变换器。

背景技术

作为温度变换器，主要安装在机房内，将变压器上温度探头的变化量转换成0～5v的电压信号。

通常变换器探头安装在主变压器上，距离变换器较远，而信号电压较低，故电缆长度对信号的影响很大。传统方式大都采用非平衡电桥原理，利用精密可调电阻进行补偿，这种方式操作极为繁琐，且变换器必须安装在变压器附近才行，同时还需要增加独立的电源供电，整个系统复杂而难于调整。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够适应不同电缆长度，而不必专门调整的变换器。这种变换器能够保证电缆在200m以下时不会对变换器产生影响。用以解决目前需要在变压器附近就近安装而造成的系统复杂以及调整麻烦的问题。

本实用新型的实现是利用运算放大器组成正、反相(加、减)电路将由线缆电阻带来的误差相互抵消以达到自适应的目的。它是安装在温度探头和测控装置之间，包括恒流源、电阻网络，运算放大器和电缆组成。所述电缆为三芯电缆。三芯电缆一端接电阻网络，另一端经RL1接PT100温度探头一端，RL2、RL3并联连接PT100另外一端。恒流源一端接电源正，一端接电阻网络。所述电阻网络由R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9组成。R1一端接恒流源输出，一端接运算放大器反相输入端；R2、R3并联后一端接运算放大器反相输入端，一端接电缆RL2；R4、R5并联后一端接运算放大器正相输入端，一端接线缆RL1；R6、R7并联后一端接运放电路正相输入端，一端接电源负。R9一端接恒流源输出，一端接电缆RL1。RL3在电阻网络处接电源负。

运算放大器输出接变换器输出，运算放大器反馈电阻R8一端接运算放大器输出，一端接运算放大器反相输入端。

本实用新型原理图如图1，可视为加减综合运算放大电路的组合。其中R₁＝100k、R₂＝100k、R₃＝100k、R₄＝100k、R₅＝100k、R₆＝100k、R₇＝100k、R₈＝100k，均为千分之一高精度电阻，R₉＝92.3Ω。RL₁、RL₂、RL₃为三芯电缆导线电阻，因为三根芯线在同一电缆内，故可以认为RL₁＝RL₂＝RL₃。

U_a为a点电压，U_b为b点电压，U_c为c点电压。

电路从反相放大器来看是反相加法放大电路，电路简化为图2。

这是一个典型的反相放大器，由迭加原理可知：

Uo＝-Ua-Uc-Uc＝-(Ua+2Uc)    (等式I)

从正向放大看，图1简化为图3：

这是一个典型正相放大器，R₈为运算放大器反馈电阻，表示为R_F，R₁、R₂、R₃并联作为匹配电阻，表示为R_f。

由于R₁＝R₂＝R₃＝R₈，根据正相放大电路公式：，电路的放大倍数K_f≈4。

输入信号Ub在R₄、R₅、R₆、R₇形成的分压电路上分压，因为4个电阻阻值相等，均为100k。最终进入运算放大器的信号为1/2Ub。

故U_o＝4*1/2U_b＝2U_b  (等式II)

综合(等式I)、(等式II)得：2U_b-(U_a+2U_c)＝0(等式III)

R_T为PT100的电阻，因为RL₁＝RL₂＝RL₃，所以将三个电阻均称为R_L。

I为恒流源输出电流。则：

Ua＝I(R9+R_T+2R_L)