[实用新型]一种多量程高精度高电压隔离变送器

说明书

本实用新型公开一种多量程高精度高电压隔离变送器，本装置包括多量程选择电路、MCU控制电路、程控高压输入电路、可编程电阻阵列、PWM闭环控制电路、高隔离耦合互感器、PWM解调电路、线性积分电路、电压/电流转换电路。本装置增益校正的粗调是通过MCU控制电路控制程控放大器实现。本装置零点偏移校正的粗调是通过MCU控制电路对可编程电阻阵列实现。本装置增益、零点偏移的校正调微是通过控制PWM闭环控制电路电源实现。本装置采用MCU控制技术、PWM技术进行信号转换，通过精准调节PWM脉冲的占空比来获得所需的多量程高精度高电压隔离传输信号。

技术领域

本实用新型涉及变送器，特别涉及一种多量程高精度高电压隔离变送器。

背景技术

变送器(transmitter)是把传感器的输出信号转变为可被控制器识别的信号(或将传感器输入的非电量转换成电信号同时放大以便供远方测量和控制的信号源)的转换器。传感器和变送器一同构成自动控制的监测信号。不同的物理量需要不同的传感器和相应的变送器。变送器的种类很多，用在工控仪表上面的变送器主要有温度变送器、压力变送器、流量变送器、电流变送器、电压变送器等等。

电压变送器是一种能将被测交、直流电压转换成按线性比例输出的交、直流电流或电压的仪器。配以相应的指示仪表或装置，可在电力系统交、直流电路中实现对电压、电流的测量和控制。

随着科学技术的创新发展，在轨道交通，工业控制，电力电网，航天航空，新能源等现代大功率工业设备中，为了优化能源都采用了较高的电压驱动模式。对这些大功率高压系统的监控，主要是保障人身和设备的安全，而在这些大功率设备中都存在高共模的电压信号。对这些信号的检测，需要采用高可靠、高精度的高电压隔离变送器。

在轨道交通高电压牵引系统中，高电压隔离变送器电压信号输入量程范围较宽为：±60mV~±3600V的单极性或双极性的电压，经过高压隔离后输出转化为±20mA、4~20mA、±10V标准电流、电压量程。

目前，在轨道交通高电压牵引系统中使用的高压隔离变送器存在如下不足：

1、高压隔离变送器只能对固定量程高电压进行测量，无法满足多种应用场合的多量程测试检测需求；

2、高压隔离变送器增益校准、零点偏移校准是通过人工对微调元件调节实现。如可调电位器调节，由于电位器本身的材料结构性能的特点，存在着电位随振动环境跳变、电位随温度漂移、噪声大等问题。

实用新型内容

本实用新型是针对目前电力电子高电压测量领域使用的高电压隔离变送器性能存在高压隔离变送器只能对固定量程高电压进行测量，无法满足多种应用场合的多量程测试检测需求，提供一种多量程高精度高电压隔离变送器装置。

本装置所采用的技术方案是：一种多量程高精度高电压隔离变送器，包括高压输入电路、电阻阵列、PWM闭环控制电路、隔离耦合互感器、PWM解调电路、线性积分电路；待测的输入高压信号经高压输入电路将高电压信号衰减为可被控制器识别的低压小信号，经电阻阵列调整信号零点偏移,送入PWM闭环控制电路转换为PWM信号，经隔离耦合互感器隔离后，送PWM解调电路和线性积分电路转换为电压幅度信号；还包括多量程选择电路、MCU控制电路；所述的高压输入电路、电阻阵列分别为由MCU控制电路控制的程控高压输入电路和可编程电阻阵列；

所述的多量程选择电路与MCU控制电路相连；

还包括增益校准的粗调模块、零点偏移校准的粗调模块和增益和零点偏移校准微调模块；

所述的增益校准的粗调模块由所述的MCU控制电路通过控制程控高压输入电路中程控放大器组成；所述的零点偏移校准的粗调模块由MCU控制电路通过控制可编程电阻阵列组成；所述的增益校准和零点偏移校准微调模块MCU控制电路通过PWM闭环控制电路的工作电源组成。