电流变送器

西安科技大学高新学院本科毕业设计

一、内容要求

(一)题目：电流变送器.

(二)论文摘要：电力变送器是一种将电流、电压、频率、功率因数、电能等电参量，经隔离变送成线性的直流模拟信号或者数字信号的再传送至显示端或者控制端的装置。本课题将详细介绍一款电力变送器即电量变送器。电量变送器是一种能够将被测量参数（如交流电流、电压，直流电流、电压，有功功率，无功功率，有功电能，无功电能，频率相位）按线性比例转化成直流电流或者电压的装置。它被广泛应用于电力、石油、煤炭等部门的电气测量、自动控制以及调度部门。

电量变送器是现代工业现场较为常用的模拟通讯方案之一。本课题以当前广泛应用的集成化精密电路XTR系列芯片介绍了以4-20mA专用两线制U/I集成电路XTR115为核心的电量变送器，主要介绍了XTR115的工作原理、计算方法和该变送器的工作原理、简单内部结构及应用电路、各项指标的性能参数。

(三)关键词：电力变送器；电量变送器； XTR； XTR115

目录

1 绪论 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。

1.1课题背景 (3)

1.2课题研究的目的和意义............................................................................... 错误！未定义书签。

1.3国内外研究现状........................................................................................... 错误！未定义书签。

1.4 电流变送器的简单介绍 (2)

1.5本课题研究的主要内容 (6)

2 系统总体设计 (7)

2.1整体设计思路 (7)

2.2 电压转化单元电路的设计 (7)

2.2.1 各种电压转化电路的介绍 (7)

2.3 精密全波整流单元电路设计...................................................................... 错误！未定义书签。

2.3.1 整流电路的介绍 (8)

3 整体分析电路图 (9)

结束语 (11)

参考文献 (12)

致谢…………………………………………………………………………………………12..13

1.1课题背景

电力工业中各种自动化系统已得到广泛应用。在工业现场，一般需用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输，这就对于信号稳定性的要求较高。如果信号对于各种干扰因素的影响非常明显，例如外界噪声、外部温度湿度、传输线的分布电阻等因素。显然此类信号会导致接收端对于现场参数的错误监测与判断，从而接收端分析后会做出错误控制。一般选择此信号为电压或者电流来进行传输，由此电量变送器的作用凸显。

1.2课题研究的目的和意义

为了解决上述问题影响，一般选用电流或者电压进行传输信号。而电量变送器是一种将被测电量参数（如电流、电压、功率、频率、功率因数等信号）转换成直流电流、直流电压并隔离输出模拟信号或数字信号的装置。因为电量变送器能够稳定的输出或者接收电流、电压信号，所以非常适合此类场合。

当今市场上的电量变送器是一类高科技产品,它是一种集合了多种不同功能电路于一体的功能模块电路。或者是由为数不多的高性能、多功能电路组成。新型变送器国际标准输出的模拟信号电流值为4—20mA 两线制的环路在发送数据以及控制那些易于以这一标准接受指令的某些执行器的过程中有广泛的应用。目前在国际上已作为模拟信号中的电流遥测技术唯一标准。在利用两根导线的电流遥测电路中，变送器工作电源与示读装置，包括传感器工作电源和发送导线的任何其它电阻都是相串联在环路内的。

1.3国内外研究现状:

我国于50年代中期开始生产电量变送器，最初运用于近距离遥测，后来逐步在电气测量、巡回检测及计算机监测中得到广泛应用。

在我国50年代中期,由于近距离遥测的需要,电力部技术改进局在国内最先研制了整流型电流、电压变送器和感应整流型功率变送器,并且在电力系统中应用，随h 后由上海电表厂定型生产1JL 型电压变送器、2JL 型电流变送器和VAR W JD /2 型有功功率及无功功率变送器。

60年代初期,随着远动技术的发展,强度（幅度）遥测被脉冲频率和脉冲编码制遥测所代替,对电量变送器的精度和使用环境提出了新的要求。

80年代以来,相继又有长沙国营韶光电工仪器厂生产了SY 系列电量变送器和安徽屯溪稽灵仪表电器厂生产了G 系列电量变送器。1986年上海浦江电表厂又从罗切斯特公司引进了(RIS)TD-1000系列电量变送器制造技术、设备及散装件。随着我国的电力工业和仪表工业的迅速发展，对电力系统各种参数的测量也提出了更高的要求。

随着我国的电力工业和仪表工业的迅速发展，对电力系统各种参数的测量也提出了更高的要求。国内的电力变送器生产厂家、型号品牌繁多，主要的产品有：深圳亚特尔、丹东华通测控、昆明阳光、上海二工、南自电力仪表等众多品牌。生产的变送器中一般分为温度/

湿度变送器，压力变送器，差压变送器，液位变送器，电流变送器，电量变送器，流量变送器以及重量变送器等。

1.4 电量变送器的简单介绍

电量变送器是一种将各种电气参量（如电流、电压、功率、频率、电能等电力参数）变换为成线性比例的直流电流或直流电压的装置，它广泛应用于发电厂、变电站的电气测量、巡回检测、计算机监测和电网调度自动化的数据采集。随着电力工业的发展,对电量变送器的需求量日益增加。

电量变送器根据转换原理的不同可划分成以下两种类型：一种电压/电流转换器，亦称电流环发生器，它能将输入电压转换成4-20mA的电流信号（典型产品有1B21、1B22、AD693、AD694、XTR101、XTR106和XTR115）；另一种属于电流／电压转换器，亦称电流环接收器（典型产品为RCV420）可将4-20mA输入信号转化成0-5V输出信号，具有很高的性能比。一般电量变送器可分为二线制电量变送器和三线制或者多线制电量变送器。二线制电量变送器是指变送器和传感器位于现场端，在二线制进行传输工作时，供电电源、负载电阻、变送器是串联的即两根导线同时进行传送变送器所需要的工作电源和输出电流信号，其工作电源线和信号线为同一根导线，工作电源由接收端提供。而对于三线制变送器是由系统供电，供电电源是两根电流传输线以外的第三根导线。二线制电量变送器和三线制或者多线制电量变送器简化图如下图所示：

二线制变送器框图如图1.1所示：

24V

三线制变送器框图如图1.2所示：