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如何实现电流的隔离测量? |
| 作者：wutaiguo 栏目：模拟技术 |
| 如何实现电流的隔离测量? 任务: 使用单片机测量一个高压发生器的负载电流,电流大小在0-20mA范围 高压为15KV 负载回路已经有一个750欧的取样电阻,对地连接. 虽然电阻很小,但是电阻上还是有很高的高压脉冲干扰,作试验时曾经 使用一个41/2数字万用表测量该电阻上电压而将表烧毁.所以考虑必须隔离 现在的问题是:假如使用光藕,我要如何设计才可能设计出来的测量电路刚好 能够实现1:1或者1:n的电压变换关系? 更进一步的思考在于:有没有一种更好的方法可以实现免调试?就是说既能够 实现1:n的电压变换关系,又没有调整元件?保证批量生产时不用调整. 本问题的重点仅在于电压的隔离变换上,不用讨论单片机的电压测量(AD). |
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| 作者： awey 于 2005-11-26 21:14:00 发布：
是直流电流吗？ 如果是直流的，在采样电阻上并个大点的电容再加个保护稳压管，就不会有高压了，没有必要用隔离的方法。 |
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| 3楼： | >>参与讨论 |
| 作者： wutaiguo 于 2005-11-26 21:38:00 发布：
是直流的 谢谢awey的意见,我试试看,不过现在的取样电阻上已经有一个10UF的电容了 但没有保护稳压管,大家还有没有更多的好办法? |
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| 作者： linxinchun 于 2005-11-27 15:33:00 发布：
是直流的很容易做啊 就从电路本身来说不要考虑什么保护稳压管什么的，你可以在取样电压上再加阻容滤波就很容易处理了，甚至可以是多级阻容滤波，但要考虑电路在不正常状态下对整个系统的危害。如如取样电阻对地虚焊，那高压就会直接加进来了，所以要在适当的地方（保证可靠）加些保护措施是有必要的。 |
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| 作者： iC921 于 2005-11-27 16:17:00 发布：
呵呵，你没有考虑表对地的绝缘吧？ 怪自己不要怪电压高！！ ＿＿＿ wutaiguo 发表于 2005-11-26 21:05 模拟技术 ←返回版面 如何实现电流的隔离测量? 任务: 使用单片机测量一个高压发生器的负载电流,电流大小在0-20mA范围 高压为15KV 负载回路已经有一个750欧的取样电阻,对地连接. 虽然电阻很小,但是电阻上还是有很高的高压脉冲干扰,作试验时曾经 使用一个41/2数字万用表测量该电阻上电压而将表烧毁.所以考虑必须隔离 现在的问题是:假如使用光藕,我要如何设计才可能设计出来的测量电路刚好 能够实现1:1或者1:n的电压变换关系? 更进一步的思考在于:有没有一种更好的方法可以实现免调试?就是说既能够 实现1:n的电压变换关系,又没有调整元件?保证批量生产时不用调整. 本问题的重点仅在于电压的隔离变换上,不用讨论单片机的电压测量(AD). |
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| 作者： by2hit.amo 于 2005-11-27 19:00:00 发布：
iC921说得对，隔离好后是不可能烧掉万用表的，实际上…… 表对“地”的电容不可忽视，对于采用CMOS电路的万用表来说，一点点电容可能就会造成损坏了。记得以前查找家庭220V电源线断点的时候，就是用万用表来测的，具体做法是：黑表笔悬空，红表笔接电线或者潮湿的墙壁，就可以读到一定的数值了。 |
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| 7楼： | >>参与讨论 |
| 作者： maychang 于 2005-11-27 22:02:00 发布：
既然取样电阻有一端接地，那就好办 最好不用光耦，否则线性不容易保证。 楼上个位建议加滤波加保护，这些意见我完全同意。只要滤波和保护作好，应该没有问题。 |
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| 8楼： | >>参与讨论 |
| 作者： computer00 于 2005-11-27 22:30:00 发布：
注意一下静电。 |
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| 9楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 农民讲习所 于 2005-11-28 9:02:00 发布：
电阻多小，0.02R？ |
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| 10楼： | >>参与讨论 |
| 作者： ic921 于 2005-11-28 9:25:00 发布：
验电的时候，经常用一手握黑笔金属部分 另一手检查导体是否带电。当然，这是低压场合，高压场合是不适用的。 |
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| 11楼： | >>参与讨论 |
| 作者： remex2005 于 2005-11-28 23:05:00 发布：
个人感觉你那个脉冲高压的绝缘没做好，估计对外放电现象严重 不然，用万用表上去测量时没有问题的，另外如果高压模块放电严重的话，不但影响你电流的测量，还会影响其它电路。这个如果绝缘不好，就像一个定时炸弹村在你的系统中，EMC,EMI会比较头疼。不知道你的高压模块是用的哪个公司的，应该是现成的模块吧。 |
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| 12楼： | >>参与讨论 |
| 作者： wutaiguo 于 2005-11-29 4:13:00 发布：
remex2005说的有道理 我想是的,导致万用表烧坏的原因最大的可能就是remex2005分析的那样,原来的设计的电路板机板较差,漏电严重,甚至在小信号控制电路的一些元件上(例如前级开关变压器引脚,而该开关变压器并未直接和高压部分相连,仅地线相通)都能够在非常黑暗的场合看到有细小的打火拉弧现象(不仔细看不出来),虽然整个电路工作正常,但高压放电或者说辐射还是很大的,我想这正是导致万用表损坏的原因. 另外我还有一块合格的同样的电路板,没有上述现象,我准备在这个板子上试试上面各位介绍的方法:加阻容滤波和保护电路试试,直接测量,作完试验后我向大家反馈结果. 另外我还有个问题向大家请教:假如使用数字表,直接串在高压回路中,不管是阳极还是阴极端,条件还是上面所说的条件,15kv,20mA直流,数字表会坏吗?如果会,原因在哪里? 我的想法是,无论如何,万用表的两端输入电压怎么说也在安全范围以内,我暂时还没有想到任何的有说服力的原因. 如果会坏,难道真如iC921和by2hit.amo所说,是对地绝缘和对地电容的问题?可是一个直流高压发生器并不像交流220V,其本身与地之间并没有任何联系呀,即使存在对地的问题,那么如果我把整个电路放在悬空的支架上,还照同样的方法测试,万用表就不会有问题了? 如果不会,那是不是说我们的数字表就可以测试任何条件下的电流(先考虑直流情况下)而电压可以无限高,除去人身安全因素?只要这个电流没有超过万用表的量程? 多谢大家对本问题的关注,我的收获很大.我会在解决这个问题后向大家反馈回结果. * - 本贴最后修改时间：2005-11-29 4:17:00 修改者：wutaiguo |
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| 13楼： | >>参与讨论 |
| 作者： oldzhang 于 2005-11-30 12:56:00 发布：
放电的瞬间高压很高的,平均电流不大 假设高压储能电容1UF,取样电阻1欧姆,15KV的放电电压,在电阻上的瞬间放电值有几KV.指针式表不一定烧,数字表容易烧的.还有楼上几位说的拉弧等都可能烧. 取样要隔离,可以采用PWM之类的数字方案,采用光纤隔离传输.困难的是要考虑取样部分的供电,15KV的电压,隔离供电太难.如果高压部分能提供一个小电源就好了. * - 本贴最后修改时间：2005-11-30 13:00:58 修改者：oldzhang |
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| 14楼： | >>参与讨论 |
| 作者： 李冬发 于 2005-11-30 14:05:00 发布：
15KV的电压,隔离供电 15KV的电压,隔离供电,要是功耗很低(几mA)的话采用,用光电池供电 |
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| 15楼： | >>参与讨论 |
| 作者： wanghui525 于 2005-11-30 20:50:00 发布：
看看 学习中. |
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| 16楼： | >>参与讨论 |
| 作者： oldzhang 于 2005-11-30 22:03:00 发布：
如果能作到低耗能,可以考虑用长寿命的充电电池供电 我在金升阳买的隔离DC-DC模块,隔离电压6000V. 用电池供电 要驱动发光二极管发光,至少要近10mA的电流,难 * - 本贴最后修改时间：2005-11-30 22:05:57 修改者：oldzhang |
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| 17楼： | >>参与讨论 |
| 作者： wutaiguo 于 2005-12-2 9:57:00 发布：
对oldzhang的回复 谢谢您提供的方案,你的看法不错,不过高压电路已经成型,不能更改,现在只需考虑电流测量,另外你提到的"放电的瞬间高压很高的,平均电流不大"是否指的是先在开路情况下,然后在电路闭合的瞬间,在电阻上会产生瞬间高压吧,如果电路一直处在一个完好的回路中,也就是说,电阻已经接好的情况下,电阻两端还会有瞬间高压吗?换句话说,如果该电阻很小,即相当于一段有一定内阻的导线,并且是一直处于回路中的,该导线两端会在高压启动的瞬间产生高压吗?我个人的看法是不会. |
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| 18楼： | >>参与讨论 |
| 作者： liudewei 于 2005-12-2 21:46:00 发布：
高压发生器在放电时，会产生高频的脉冲电流 所以不要认为750欧姆就是750欧姆的阻抗，电阻是否无感？取样电阻的引线是否太长？在高频放电时这是不能忽略的！建议根据放电时的频率并高压电容和压敏电阻或TVS |
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| 19楼： | >>参与讨论 |
| 作者： wutaiguo 于 2006-1-17 1:15:00 发布：
高压电流测量实验结果已经出来 不好意思,太忙了,采用直接连接的方法,就是用一般的LC和阻容滤波,外加稳压管,我作了两级滤波,效果十分的好!因为大家都想的到具体电路,我就不多说了,电容的取值只有几十uf,这样处理后,直接使用万用表测量取样电阻上的电压,非常的正确,也不会烧表,我以前提出的疑问,即"如果电路一直处在一个完好的回路中,也就是说,电阻已经接好的情况下,电阻两端还会有瞬间高压吗?",电阻两端是不会产生高压的,实际已经作个实验,也可以根据基本的欧姆定律得出结论. 最后非常感谢大家的参与和热心帮助! 我真的谢谢你们. |
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| 20楼： | >>参与讨论 |
| 作者： ic921 于 2006-1-17 1:20:00 发布：
多谢楼主的反馈！！ |
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