一种信号隔离的测量系统技术方案

一种信号隔离的测量系统，变压器初级的第一偏置电流持续足够长的时间，以使得次级电压能够减小为零。初级电路为一个开环电路。所得的次级电压耦合到一个恒定电压装置，如一个分流调节器。与分流调节器电压相关的一个电压出现在开环电路的初级，将有效的测量，且与次级完全隔离。如果分流调节器的工作是测量的条件，那么变压器的初级将出现一个独立的远程测量的情况。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种信号隔离的测量系统，变压器初级的第一偏置电流持续足够长的时间，以使得次级电压能够减小为零。初级电路为一个开环电路。所得的次级电压耦合到一个恒定电压装置，如一个分流调节器。与分流调节器电压相关的一个电压出现在开环电路的初级，将有效的测量，且与次级完全隔离。如果分流调节器的工作是测量的条件，那么变压器的初级将出现一个独立的远程测量的情况。【专利说明】—种信号隔罔的测量系统
本专利技术涉及远程显示和条件测量，其中需要隔离。在许多情况下，远程的条件表示隔离是必需的。例如，在高电压系统的条件下，读成低电压位置。另外，一个不可访问的位置被一些条件远程监控，如温度，压力，流量或者类似条件。
技术介绍
通常情况下，隔离是将变压器耦合到传感器、发大器或者中继器来实现的，这些器件必须通电。同时，光束耦合到系统上，该系统被用于隔离。大多数系统，不管是在隔离还是在测量感应位置都需要通电的传感器。这些系统可能需要独立和复杂的电源。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是在感应位置和测量位置之间，利用一个简单的变压器和脉冲激励提供一个隔离。本专利技术的第二个目的是采用一个恒定电压装置，以响应耦合到变压器的次级电路上的状态，该变压器的初级具有测量能力，以感应是否从次级电路获得电源供应。本专利技术的技术解决方案是: 这些或者其他的目的是由一个条件响应恒定电压装置来实现的。这个装置在他的端子上产生一个恒定的电压降，且电压的大小由输入功能设置。齐纳二极管是典型的这种装置，温度将决定恒定电压的大小。该恒定电压装置耦合到变压器的次级上，变压器初级耦合到脉冲电流源上。变压器的初级通过一个电流，直到次级电压达到零。以保证次级周边的正向偏置二极管快速工作。然后，当刺激电流中断的时候，次级电压将上升到恒定电压水平，以产生一个次级脉冲，其与恒定电压的峰值振幅相等，该恒定电压由监测器设置。初级或者其他的次级上将出现相同的脉冲振幅，这是由于改进了变压器的匝数比，即，形成了隔离测量。对比专利文献:CN203038275U隔离式数据采集卡201220624810.0 【专利附图】【附图说明】: 图1所示的是本专利技术使用一个齐纳二极管的示意框图； 图2所示的是图1的电路工作时的波形图； 图3所示的是本专利技术使用一个电压控制的并联稳压器的示意框图。【具体实施方式】: 图1显示了本专利技术的简单形式。一个齐纳二极管10位于指定的远程位置11。假设齐纳二极管的周围是热环，我们都知道齐纳二极管的反向击穿电压是一个温度函数。例如，一个典型的硅齐纳二极管大约工作在7伏特下，温度变化每摄氏度，将有3毫伏的变化。如果需要当作温度传感器，则任何给定的二极管可以精确的标定。齐纳二极管10通过一对导线或者输电线路13，耦合到变压器12的次级绕组12b上，如果需要，可以是简单的双绞线。初级绕组12a通过隔离二极管15和电阻16耦合到信号源14上。信号源14可能是一个方波发生器或者一个脉冲发生器。它必须有一段时间超过充电电流时间常数，该时间常数将在下面描述，一个足以驱动齐纳二极管10进入反向击穿的幅度。图2中波形18是电路节点18的巧民波形17是端子17的电压，标记SVOUT。在下面的讨论中，将假设变压器12有一个统一的匝数比，即使可以使用其他的匝数比。这将很容易理解图2中波形的不同尺度。为了放大清晰，上层的波形18实际上比波形17大得多。结点18正向驱动，二极管15将产生电流，受电阻16的限制，进入初级绕组12a。这将使得次级绕组12b上产生的电压将正向偏置齐纳二级管10。对于一个硅二极管，如图所示，次级绕组将限制其在0.6伏特。正向脉冲0.6伏特持续的时间将由电路的时间常数L/R决定。L或者电感是由变压器控制的，R或者电阻是由主要电阻16控制的。作为一个实际问题，信号源14的时间比图2所示的正向脉冲的宽度要长。输入的正向偏置使得变压器的电感充电，这将建立起磁场。在反向输入偏置的时候，二极管15从电路的信号源14解耦，磁场消失，包括一个如图所示的反向信号。齐纳二极管10的反向击穿电压将限制信号幅度。当二极管10被驱动到反向击穿电压的时候，它将钳制住绕阻12b上的电压。负脉冲的幅度将等于齐纳电压V2。由于变压器12由统一的匝数比，端子17上将出现相同的脉冲。一个指示电路19，可能是一个简单的负峰值电压表，然后，在位置11上将记录一个潜在的电压等于巧，这个潜在的电压可以由11处的温度校准。从上面来看，可以得到一个远程位置的温度读数。由于使用变压器，远程位置将有一个巨大的潜在的差异，例如，一个高电压位置。同时，对于操作的情况下，只有一对连接线，这个位置是很难到达的。由于采用脉冲操作，齐纳二极管加热的最小化，使得测量本身不需要补偿。图3显示了一个更通用的系统，其模拟电压输入可用于测量功能。电路内置虚线模块22是一个恒定电压装置，恒定电压的振幅响应于端子VlN 23-24上潜在的直流电流。一个高增益运算放大器25耦合到晶体管26的基极，同时并联耦合到线13上。电阻27和28的连接点，串联连接到线13上，同时耦合到反相输入端(_)，以提供一个负反馈。端子23耦合到同相输入端(+ )。当变压器12正向驱动晶体管26的发射极到集电极时，放大器25的反相输入端通过对电阻27和28的分压设置，以正向驱动端子24。晶体管26的工作，将驱动传导进入一个外延区，以确保电阻27和28潜在的结点电压等于端子23上潜在的电压。因此，电路内置的模块22工作在VIN端子潜在的电压建立起来的恒定的潜在电压下。实际的限制值是=vLIMIT = VIN (1 +&人其中，R27是电阻27的值，R28是电阻28的值。在这种情况下，电阻27和28使得恒定电压是Vin的两倍。二极管21的极化在工作周期内，转向另一个极化，在该周期内，恒定电压电路失效。该电路的工作像图1 一样，在端子17VoUT上产生一个负脉冲和图2应用的波形。随着变压器12的统一的阻数比,上述方程中的Vjjmii等于Voirr (或者图2中的。虚线绕组12c说明了一种测量的方法。如图所示，指示电路19可能代替初级绕组连接到绕组12c上。在这种情况下，指示电路与输入和恒定电压电路完全隔离。图3所示的电路将Vin以模拟电压的方式转换成V0UT，可以代表任何所需的数量。实际的测量由耦合到vM上的转换器的种类决定。典型的模拟电压可以由温度、压力、电流、速度、电压、功率产生，或者众所周知的技术。如果需要，图3所示的元件21和22可以由其他的恒定电压集成电路器件取代，以形成10毫伏/°c的温度系数。显然，在该项专利技术技术中，元件可由替代品代替。例如，可以使用其他整流和恒定电压装置。本专利技术只受权利要求所限制。【权利要求】1.一种信号隔离的测量系统，其特征是:测量是指在第一位置的情况下感应到第二位置，第一和第二位置可能是电隔离的，测量方法还包括:一个恒定电压振幅的增加与电流流向第一个方向的响应条件相关，当增加到高导通状态时，电流的流向与第一个方向相反；变压器的次级绕组耦合到初级绕组的端子上；一个具有能量信号脉冲的电源耦合到初级绕组上；当具有能量信号脉冲的电源导致电流流向一个方向的时候，耦合到变压器的端子通过增加恒定电压，以确定峰值电压。2.根据权本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号隔离的测量系统，其特征是：测量是指在第一位置的情况下感应到第二位置，第一和第二位置可能是电隔离的，测量方法还包括：一个恒定电压振幅的增加与电流流向第一个方向的响应条件相关，当增加到高导通状态时，电流的流向与第一个方向相反；变压器的次级绕组耦合到初级绕组的端子上；一个具有能量信号脉冲的电源耦合到初级绕组上；当具有能量信号脉冲的电源导致电流流向一个方向的时候，耦合到变压器的端子通过增加恒定电压，以确定峰值电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州贝克微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：