Цитата:

Вступление В промышленных системах управления электродвигателями и сервоприводами точное измерение тока является критически важной частью контура обратной связи. В настоящее время от методов измерения требуется не только максимальная точность, они также должны быть безопасными и надежными.

Подробнее: Avago Technologies: измерение тока с применением сигма-дельта оптоизоляторов

Полезный материал. О продукции Avago знаю не понаслышке.

Пару лет назад нужно было изготовить несколько изолирующих усилителей для датчиков тока 50Гц, 660В. Снимать с шунтов предполагалось 100мВ max, а кривые токов писать многоканальным самописцем, запитанным от той же сети. В результате беглого изучения вопроса выяснилось, что среди подходящих гибридных сборок кроме трансформаторной и оптической развязок на рынке почти ничего нет. Анализ показал, что можно (в порядке увеличения стоимости):
- использовать линейные оптроны или обыкновенные оптроны на линейном (почти) участке характеристики;
- использовать опторазвязывающие усилители модулятор/демодулятор HCPL-7510, HCPL-7800, HCPL-7840;
- использовать опторазвязывающие усилители модулятор/демодулятор с цифровым выходом HCPL7560, HCPL-7860, HCPL-786 – сигма-дельта модуляторы (в комплекте с интерфейсной м/с HCPL-0872 получаются изолирующие АЦП с SPI);
- использовать изолирующие усилители модулятор/демодулятор с ёмкостной связью ISO121, ISO122, ISO124;
- использовать усилители модулятор/демодулятор с трансформаторной связью AD215.

Кроме самого первого, ни одно из перечисленных средств не позволяло решить задачу методом «сделать быстро и за копейки». Но и возня с оптронами мне показалась неоправданной в силу ряда причин. В результате формула решения выглядела так: ОУ->Ф->АЦП->МК1->Оптрон->МК2->ЦАП. Связь МК1->МК2 посредствам UART, питание через DC/DC преобразователь. Дополнительно к МК2 подключил LED-индикатор и организовал вольтметр TrueRMS (на выходе ЦАП или те же 50Гц, или постоянная огибающая). А позже по стороне ОУ (использовал инструментальный) для регулировки коэффициента усиления поставил последовательно пару цифровых потенциометров (дешёвые MCP4011), а к МК2 добавил второй оптрон (TX в обратную сторону) и LED индикатор «Текущий КУ», пару тактовых кнопок «КУ вверх», «КУ вниз».

Получился формально опторазвязанный усилитель с сугубо цифровой развязкой, встроенным вольтметром и установкой КУ. У потенциометров MCP40xx всего 64 шага, поэтому последовательное включение двух таких на разные номиналы (не помню какие, по-моему 10k и 2k) в сумме с инструментальным ОУ позволило получить диапазон изменения КУ от 1 до 100 с шагом 1. Правда, для КУ>30 форма выходного сигнала на усилителе искажалась, т.к. проявлялись недостатки потенциометров и, видимо, несимметрия по входам усилителя, т.к. для смещения использовал резисторы 1% без подбора. Точность вольтметра получилась не хуже 1%, но о метрологии и т.п. речи не было. Как ни странно, всё это уместилось на односторонних платах 60*70мм.

Из трёх изготовленных устройств два работают до сих пор. Причём, часто их даже не подключают к самописцу – достаточно текущих показаний вольтметра (видимо, что-то вялотекущее наблюдает заказчик). Так что вольтметр в усилителе оказался большим плюсом. А одно устройство вернулось со сгоревшей первичной стороной. Так и не выяснил, что случилось. Но скорее всего, подключили не к шунту, а напрямую к сети. От этого защиту не вводил. Не думал тогда об этом, опыта не хватило. Сейчас бы сделал по-другому, но концепцию сохранил бы. Правда, трудозатратно всё это. Дальше работу не продолжал. На самом деле, хотелось сделать что-то универсальное и гибкое. Но исходя из полученного опыта, у такого подхода масса подводных камней в аналоговой части.

Вот такой эксперимент с гальваноразвязкой силовых и измерительных цепей напомнила эта заметка.