針對(duì)常見熱電阻型隔離安全柵存在的抗干擾性差、集成度低、功能單一等問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種礦用多功能熱電阻型隔離安全柵。該安全柵利用帶有2路互相隔離輸出的DC/DC隔離電源模塊分別為安全側(cè)和危險(xiǎn)側(cè)電路供電,結(jié)合信號(hào)的光耦隔離實(shí)現(xiàn)供電側(cè)、危險(xiǎn)側(cè)和安全側(cè)的三端隔離,具有熱電阻二次非線性誤差修正、熱電阻傳感器斷線故障報(bào)警、帶遲滯的高溫報(bào)警及電壓電流信號(hào)輸出轉(zhuǎn)換等功能。樣機(jī)測(cè)試結(jié)果表明:2路熱電阻可同時(shí)工作,閾值比較電路動(dòng)作穩(wěn)定;隨著輸入溫度升高,輸出電流基本呈線性增加,線性度高達(dá)0.15%,對(duì)應(yīng)模擬量輸出傳輸處理誤差低于0.5%,符合相關(guān)規(guī)定要求;有效抑制了尖峰脈沖及各種噪聲的干擾,具有較好的抗干擾性;最大相對(duì)誤差僅為0.667%,低于同類型的XX6071型安全柵。實(shí)際應(yīng)用結(jié)果驗(yàn)證了該安全柵溫度測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確,高溫報(bào)警動(dòng)作穩(wěn)定,滿足礦用電氣設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用需求。 

【文章來(lái)源】：工礦自動(dòng)化. 2020,46(06)北大核心

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【部分圖文】：

礦用多功能熱電阻型隔離安全柵結(jié)構(gòu)

熱電阻信號(hào)檢測(cè)電路如圖2所示。其中RRTD為PT100三線制鉑熱電阻；RZ為零電阻，其值為量程內(nèi)最低溫度時(shí)鉑熱電阻的阻值，為檢測(cè)提供比較基準(zhǔn)；RG為增益電阻，用于調(diào)整增益及量程；RLINE1,RLINE2,RLINE3為三線制鉑熱電阻的引線電阻；RLIN1和RLIN2為反饋電阻。考慮井下電氣設(shè)備實(shí)際使用環(huán)境及測(cè)量技術(shù)要求，設(shè)置安全柵溫度測(cè)量范圍為0～200℃。熱電阻阻值隨溫度的變化存在二次非線性部分，而現(xiàn)有的大部分采用橋式電路檢測(cè)熱電阻阻值的安全柵不能準(zhǔn)確地對(duì)二次非線性部分產(chǎn)生的誤差進(jìn)行修正[7]。這部分誤差通常采用帶有微控制器的數(shù)字電路進(jìn)行修正，因此，在安全柵這種純模擬電路中，需要通過(guò)硬件對(duì)誤差進(jìn)行修正[8-10]�？紤]誤差修正、斷線報(bào)警功能和電路的集成度，本文采用XTR105芯片實(shí)現(xiàn)熱電阻的阻值轉(zhuǎn)換。XTR105芯片采用量程中點(diǎn)值和上限值作為參考點(diǎn)修正熱電阻二次非線性部分產(chǎn)生的誤差。

在井下一些應(yīng)用中，需要根據(jù)被測(cè)對(duì)象的溫度實(shí)現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)或閉鎖等功能。現(xiàn)有熱電阻型安全柵大多無(wú)法實(shí)現(xiàn)該功能，因此，在隔離安全柵中加入閾值比較電路具有現(xiàn)實(shí)意義。閾值比較電路如圖3所示，該電路可實(shí)現(xiàn)帶遲滯的閾值報(bào)警功能，且閾值與溫度滯回區(qū)間可調(diào)。當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定閾值后，電路輸出開關(guān)量信號(hào)，且動(dòng)作帶有遲滯性，以防止比較器在閾值附近頻繁跳動(dòng)[11]。圖3中，A3為運(yùn)算放大器LM358，通過(guò)連接其輸出端與反向輸入端構(gòu)成電壓跟隨器，起到阻抗匹配作用；A4為比較器LM2904，用來(lái)比較測(cè)量電壓和閾值電壓；RT為閾值調(diào)節(jié)電阻；Rf為溫度滯回區(qū)間調(diào)節(jié)電阻。在量程為0～200℃的情況下，RT與設(shè)定閾值溫度的關(guān)系及Rf與設(shè)定溫度回差的關(guān)系為

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本文編號(hào)：3542953