針對常見熱電阻型隔離安全柵存在的抗干擾性差、集成度低、功能單一等問題,設(shè)計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)和危險側(cè)電路供電,結(jié)合信號的光耦隔離實現(xiàn)供電側(cè)、危險側(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警、帶遲滯的高溫報警及電壓電流信號輸出轉(zhuǎn)換等功能。樣機測試結(jié)果表明:2路熱電阻可同時工作,閾值比較電路動作穩(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;最大相對誤差僅為0.667%,低于同類型的XX6071型安全柵。實際應(yīng)用結(jié)果驗證了該安全柵溫度測量結(jié)果準(zhǔn)確,高溫報警動作穩(wěn)定,滿足礦用電氣設(shè)備的實際應(yīng)用需求。 

【文章來源】：工礦自動化. 2020,46(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

礦用多功能熱電阻型隔離安全柵結(jié)構(gòu)

熱電阻信號檢測電路如圖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)最低溫度時鉑熱電阻的阻值，為檢測提供比較基準(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)備實際使用環(huán)境及測量技術(shù)要求，設(shè)置安全柵溫度測量范圍為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熱電阻阻值的安全柵不能準(zhǔn)確地對二次非線性部分產(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，需要通過硬件對誤差進(jìn)行修正[8-10]�？紤]誤差修正、斷線報警功能和電路的集成度，本文采用XTR105芯片實現(xiàn)熱電阻的阻值轉(zhuǎn)換。XTR105芯片采用量程中點值和上限值作為參考點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)被測對象的溫度實現(xiàn)過熱保護或閉鎖等功能。現(xiàn)有熱電阻型安全柵大多無法實現(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)實意義。閾值比較電路如圖3所示，該電路可實現(xiàn)帶遲滯的閾值報警功能，且閾值與溫度滯回區(qū)間可調(diào)。當(dāng)溫度超過設(shè)定閾值后，電路輸出開關(guān)量信號，且動作帶有遲滯性，以防止比較器在閾值附近頻繁跳動[11]。圖3中，A3為運算放大器LM358，通過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，用來比較測量電壓和閾值電壓；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：3542953