絕緣介質壽命記錄儀系統硬件介紹

熱傳感器檢測到的信號送人差分放大器作前置預處理后，經多路選擇開關輪換選通到可編程放大器作后級信號放大，再轉換為數字信號由單片機進行運算處理，獲得相應的開關量信號驅動正確的開關動作。且將重要信息記錄在非易失性R A M中，實時參數顯示在L CD中。可通過鍵盤設置修改和查看參數。

一、信號前置處理

信號的前置處理采用了平衡電橋檢測和差分放大方式，原理見圖7。圖中R和R。為P T C熱敏電阻。為降低環境溫度變化對檢測準確性的影響，用R監測環境溫度，R。監測限流電阻溫度，則輸入到差分放大器的信號直接反應了限流電阻相對于環境的溫升△。可知調U以調節差分放大的靈敏度程度。本文中設置差分增益為1，U在0～15 V間可調。這種檢測方式可有效消除外界環境的干擾，靈活調整輸出信號值，為后級處理提供了方便。

二、信號可編程放大與A／D轉換

在信號的前級放大處理中，其增益不能做的很大。故在實驗中發現，絕緣介質未發生擊穿時限流電阻仍有很小溫升則可能導致運放A在高增益輸出時達到飽和，將不能識別擊穿信號。采用可編程放大器(PG A)則可克服此問題，見圖8。可編程放大器LT C 6910—2，工作電壓范圍2．7～10.5V，8個增益段分別為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，系統動態范圍至120 dB，輸入失調電壓1．5 m V。A／D轉換器A D 574轉換精度為12位，轉換速度最快為35 s，轉換誤差±0．05。本文中設定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系見表1。

輸入可編程放大器的電壓值超過各個增益段的值時，單片機自動調整增益并修改軟件計算中的相應參數。為了使A D 574轉換的量化誤差為±0．5L SB先要進行零位調整和滿量程調整。

三、單片機及外圍控制

單片機及外圍控制原理見圖9。單片機用A t—m el公司的A T 89C 55，有20 K大小的FL A S H程序存儲空間。A T 89C 55作為整個裝置的核心，負責信號運算、A／D轉換控制、可編程放大器控制、開關輸出控制、上位機通訊和信息保存等功能。為防單片機在運行中死機，特加以看門狗作監視。重要的數據信息保存在A T 25F4096中，信息可在掉電情況下保存10 a。通過LC D液晶顯示屏可實時觀察重要參數。通過R S232串口與上位機通訊，可實現數據互傳和遙控。輸出開關量通過光電耦4N 35與繼電器驅動電路隔離有利于單片機安全和抗干擾。http://m.zgshfp.com