[發明專利]一種針對兩線制變送器的浮地測量電路

有效

• 申請號: 201410656637.6
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104374985A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 劉翠翠;陳維琨;高明璋;孫振民
• 申請（專利權）人: 中環天儀股份有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 胡京生

技術領域

本發明涉及集成電路測量領域，特別涉及一種針對兩線制變送器的浮地測量電路。

背景技術

兩線制變送器在工業中廣泛應用。一般兩線制變送器將物理量轉換成4~20mA電流輸出，同時4~20mA電流本身為變送器供電。但是由于導線電阻的存在，兩線制變送器的參考地電平并不等于電源系統的地電平，這給兩線制變送器的測量帶來難度。

所有電壓測量都是差分測量，電壓測量分參考地電平測量和浮地測量（非參考地電平測量）兩類。電壓測量時，大多數傳統示波器把“信號參考”端子連接到保護接地系統上，這樣所有應用到示波器的信號或示波器提供的信號都會有一個公共連接點，這個公共連接點通常是示波器機箱，通過AC供電設備電源線中的第三條線接地，來保持在(或接近)零伏。浮地測量時不應該使用傳統無源探頭直接在參考地電平的示波器上進行浮地測量，視流經參考引線的電流數量，傳統無源探頭會開始變熱，在電流足夠高時，它會熔化斷開。浮地測量技術有隔離輸入示波器、差分探頭、電壓隔離裝置等。

發明內容

鑒于現有技術的狀況，本發明提供了一種針對兩線制變送器的浮地測量電路，使被測兩線制變送器的浮地系統不受大地電性能的影響，提高使用示波器進行浮地測量的準確性和安全性。

本發明為實現上述技術目的，所采用的技術方案是；一種針對兩線制變送器的浮地測量電路，包括兩線制變送器、示波器、系統電源，其特征在于：還包括光耦隔離電路，所述被測的兩線制變送器通過所述光耦隔離電路與示波器連接，被測兩線制變送器通過電流表A以及電阻R_S與系統電源連接，所述光耦隔離電路、示波器分別與系統電源相連接；所述光耦隔離電路包括減法電路、電壓反饋回路、電壓跟隨電路和光耦隔離芯片U3；所述系統電源包括直流電源I、直流電源II、交流電源；所述電壓跟隨電路包括可調電阻R7和運算放大器U2；所述電壓反饋回路包含電阻R5、電阻R6、電容C1；所述減法電路包含電阻R1、R2、R3、R4和運算放大器U1；具體電路連接為：電阻R1一路接運算放大器U1的2腳，另一路通過電阻R2接運算放大器U1的1腳和5腳，電阻R3一路接運算放大器U1的3腳，另一路通過電阻R4接運算放大器U1的4腳和參考地，運算放大器U1的6腳接電阻R5、電容C1的一端及光耦隔離芯片U3的4腳，電阻R5另一端接參考地，運算放大器U1的7腳接電容C1另一端、電阻R6的一端，運算放大器U1的8腳接電源V1+，光耦隔離芯片U3的1腳接參考地，2腳接電阻R6的另一端，3腳接電源V1+，6腳接電源V2+，5腳接可調電阻R7一端、運算放大器U2的3腳，可調電阻R7另一端接運算放大器U2的4腳及電路地，運算放大器U2的1腳、2腳為輸出V_OUT，8腳接電源V2+；所述運算放大器U1、運算放大器U2的型號為OPA2180，光耦隔離芯片U3型號為TIL300。

本發明具有以下優點：本發明相對于現有技術而言，通過光耦隔離電路將被測兩線制變送器與示波器及其供電電源隔離，使兩線制變送器不受來自于示波器及其供電電源噪聲的影響；通過控制光耦隔離電路的參數，可以使V_OUT=V_IN，準確的完成被測點相對于COM端的電壓測量；同時，本發明在浮地測量時保證了操作的安全性，易于實現，成本較低。

附圖說明

圖1是本發明測電路連接框圖；

圖2是本發明的電路原理圖。

具體實施方式

下面將結合附圖及具體實施例對本發明提供的電流測量電路作進一步詳細說明。

如圖1、圖2所示，一種針對兩線制變送器的浮地測量電路，包括兩線制變送器、示波器、系統電源，還包括光耦隔離電路，被測的兩線制變送器通過所述光耦隔離電路與示波器連接，被測兩線制變送器通過電流表A以及電阻R_S與系統電源連接，光耦隔離電路、示波器分別與系統電源相連接。

光耦隔離電路包括減法電路、電壓反饋回路、電壓跟隨電路和光耦隔離芯片U3；系統電源包括直流電源I、直流電源II、交流電源。

電壓跟隨電路包括可調電阻R7和運算放大器U2；電壓反饋回路包含電阻R5、電阻R6、電容C1；減法電路包含電阻R1、R2、R3、R4和運算放大器U1。