絕緣介質(zhì)壽命記錄儀系統(tǒng)硬件介紹

熱傳感器檢測(cè)到的信號(hào)送人差分放大器作前置預(yù)處理后，經(jīng)多路選擇開關(guān)輪換選通到可編程放大器作后級(jí)信號(hào)放大，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)由單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理，獲得相應(yīng)的開關(guān)量信號(hào)驅(qū)動(dòng)正確的開關(guān)動(dòng)作。且將重要信息記錄在非易失性R A M中，實(shí)時(shí)參數(shù)顯示在L CD中。可通過鍵盤設(shè)置修改和查看參數(shù)。

一、信號(hào)前置處理

信號(hào)的前置處理采用了平衡電橋檢測(cè)和差分放大方式，原理見圖7。圖中R和R。為P T C熱敏電阻。為降低環(huán)境溫度變化對(duì)檢測(cè)準(zhǔn)確性的影響，用R監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度，R。監(jiān)測(cè)限流電阻溫度，則輸入到差分放大器的信號(hào)直接反應(yīng)了限流電阻相對(duì)于環(huán)境的溫升△?？芍{(diào)U以調(diào)節(jié)差分放大的靈敏度程度。本文中設(shè)置差分增益為1，U在0～15 V間可調(diào)。這種檢測(cè)方式可有效消除外界環(huán)境的干擾，靈活調(diào)整輸出信號(hào)值，為后級(jí)處理提供了方便。

二、信號(hào)可編程放大與A／D轉(zhuǎn)換

在信號(hào)的前級(jí)放大處理中，其增益不能做的很大。故在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，絕緣介質(zhì)未發(fā)生擊穿時(shí)限流電阻仍有很小溫升則可能導(dǎo)致運(yùn)放A在高增益輸出時(shí)達(dá)到飽和，將不能識(shí)別擊穿信號(hào)。采用可編程放大器(PG A)則可克服此問題，見圖8?？删幊谭糯笃鱈T C 6910—2，工作電壓范圍2．7～10.5V，8個(gè)增益段分別為0，1，2，4，8，16，32，64。11 M H z的增益帶寬乘積，輸入噪聲密度低至8 nV·H z，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍至120 dB，輸入失調(diào)電壓1．5 m V。A／D轉(zhuǎn)換器A D 574轉(zhuǎn)換精度為12位，轉(zhuǎn)換速度最快為35 s，轉(zhuǎn)換誤差±0．05。本文中設(shè)定LT C6910-2電源電壓為9 V，A D574輸入量程為1O V，可得各增益段與輸入電壓值見關(guān)系見表1。

輸入可編程放大器的電壓值超過各個(gè)增益段的值時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)調(diào)整增益并修改軟件計(jì)算中的相應(yīng)參數(shù)。為了使A D 574轉(zhuǎn)換的量化誤差為±0．5L SB先要進(jìn)行零位調(diào)整和滿量程調(diào)整。

三、單片機(jī)及外圍控制

單片機(jī)及外圍控制原理見圖9。單片機(jī)用A t—m el公司的A T 89C 55，有20 K大小的FL A S H程序存儲(chǔ)空間。A T 89C 55作為整個(gè)裝置的核心，負(fù)責(zé)信號(hào)運(yùn)算、A／D轉(zhuǎn)換控制、可編程放大器控制、開關(guān)輸出控制、上位機(jī)通訊和信息保存等功能。為防單片機(jī)在運(yùn)行中死機(jī)，特加以看門狗作監(jiān)視。重要的數(shù)據(jù)信息保存在A T 25F4096中，信息可在掉電情況下保存10 a。通過LC D液晶顯示屏可實(shí)時(shí)觀察重要參數(shù)。通過R S232串口與上位機(jī)通訊，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互傳和遙控。輸出開關(guān)量通過光電耦4N 35與繼電器驅(qū)動(dòng)電路隔離有利于單片機(jī)安全和抗干擾。http://66091.cn