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低功耗是電子產品設計永無止境的追求，伴隨技術的發展，目前隔離器和柵的功耗與過去相比，已經減小許多，性能和技術指標也得到提高。
產品的功耗是各個功能單元功耗的總和，只有降低各個功能單元的功耗才能使得總得功耗降低，增加產品的熱穩定性和壽命。隔離器和柵由輸入、輸出、隔離、電源、等單元構成，其中單元是無源的限壓限流網絡，技術上進行低功耗改進的可能性非常小。主要在輸入、輸出、電源、隔離四個單元進行技術改進。
1、 輸出單元模塊的自適應負載技術
輸出模塊可以根據負載的大小動態調整輸出模塊的輸出功率，從而減少自身的發熱。傳統的負載設計是根據額定負載的大小設計輸出功率，當輸出負載非常小時，多余的負載功率就耗散在儀表內部，從而時儀表自身發熱。假設一臺隔離器的輸出負載設計為750歐姆，那么輸出驅動功率一般設計為0.5W。如果在實際應用中此隔離器的負載使用在50歐姆的環境下，那么就有 0.5W – 0.02W = 0.48W的功率轉換為儀表自身的發熱。如果時多路輸出將產生更多的熱量，而降低輸出模塊的額定功率在實際應用中又難以應付市場的復雜狀況。
自適應負載技術很好的解決了這個矛盾，此技術的原理圖示如下：
下表是對比的測試數據:
測試條件：電源24DC；負載變化 50歐姆～750歐姆
輸出模塊類型 標準輸出模塊自適應負載輸出模塊
模塊的耗散功率（50Ω） 320mW 10mW
模塊的耗散功率（250Ω） 220mW 10mW
模塊的耗散功率（500Ω） 120mW 10mW
模塊的耗散功率（750Ω） 20mW 10mW
從上表可以看到：自適應負載技術使得模塊的耗散功率是恒定在一個很低的水平，不會受到負載變化的影響。
負荷檢測可以根據負載的大小調整輸出功率，極大的減少了輸出模塊的發熱，用戶在定貨時無須說明負載大小，極大的方便了用戶的使用和緩解了庫存壓力。
2、 隔離單元模塊的低功耗改進
隔離單元是決定產品技術指標的重要單元。
目前隔離技術主要有磁隔離與光隔離兩大類。隔離電路形式有直接調制耦合，反饋調制耦合等多種形式，具體采用什么形式要根據產品的技術指標而定。 總的來講可以大致分為開關量號采用光隔離，模擬量號采用磁隔離的方式。從技術復雜程度來看，磁隔離比光隔離處理技術復雜，采用磁隔離技術， 設計者可以根據技術指標采用合適的設計方案，隔離的線性、精度可以根據產品要求靈活控制。而光隔離的線性、精度只能依賴器件廠家提供的技術指標， 設計人員可以調整的方式很少，也不可能超過廠家提供的技術指標。由于功耗大，光電隔離也不能實現無源隔離。北京國電中自電氣有限公司采用電流互感模式、電流互感反饋模式、 電壓互感模式、電壓互感反饋模式、電流互感功率補償模式等多種磁隔離方式。根據產品的特點選擇不同的磁隔離模式。
上述隔離模式中，電流互感功率補償模式是功耗低的模式，目前在新一代的無源隔離柵中使用，在保證技術指標的同時，降低了隔離單元的功耗。
3、電源模塊
電源的技術指標是基礎，決定產品的性能。目前流行的電源拓撲形式雖然非常多，也很成熟。但我們在隔離器和柵的電源設計中進行了技術創新，目前采用的參數式開關穩壓電源設計獲得了的發明專利。根據隔離器和柵的特點，參數式開關穩壓穩壓電源了效率，降低了電源的復雜程度。從工藝和成本上得到改進，減少了產品的故障率。
三、無源隔離器和柵
傳統的隔離器和柵均為有源，需要外接24V直流電源。而無源隔離器和柵不需要外接24V直流電源，接線數量減少了三分之一，降低了安裝和維護難度。因此，無源隔離器和柵的應用越來越廣泛，特別是在DCS和PLC系統的接口應用中，普遍采用無源隔離器和柵的設計模式
無源隔離器和柵的示意圖：
無源隔離器和柵是指無須外接24V直流電源，其工作所需要的能量來源于表示號的4 ~ 20mA電流。因此，無源隔離器和柵的功耗必須非常小，是一種功耗的設計應用。更低的功耗和更高的輸入、輸出線性是衡量無源隔離器和柵的關鍵指標。
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2 儀器結構與測溫原理
2·1 測量原理
如圖1所示,反射鏡與探測器對稱地置于待測表面法線的兩側。當反射鏡不起作用時,探測器接收到的輻射能P1為
式中:D為光瞳口徑,f′為光學接收系統的焦距,τ0為大氣的傳播系數,A為探測器的靈敏元面積,η為調制盤的調制系數,ελ為溫度為T的待測目標在波長λ處的發射率,Lλ為溫度為T的黑體在波長λ處的輻射出射度,τλ為光學系統對波長為λ的光的總透過率。
當反射鏡起作用時,反射鏡將紅外輻射反射回待測區域的單色輻射能為
并結合式(1)或式(2),即可求出待測表面的溫度。式(6)中,h為Planck常數,k為Boltzmann常數,c為光速。
2·2 儀器結構
該儀器主要由光學接收系統、號放大與處理系統及顯示系統三部分組成。工作時,接收鏡頭接收到的光號(P1、P2),經窄帶干涉濾光片濾光后,再經由PIN硅光電二極管構成的光電轉換系統轉換成電號。該號經前置放大、選頻放大、脈寬壓縮、模-數轉換后送入8031單片機系統進行數據處理,計算出待測表面的發射率及溫度。
電路中所需的各種觸發與同步號,均由同步光電系統產生:透過調制盤上鑲嵌的同步濾光片的光號,先經光電轉換系統轉變成電號,再經整形放大后送入8031單片機,適當延時后分別去觸發、同步各個需要觸發和同步的號。
調制盤的結構簡圖見圖2。其中1、2、4號窗口貼的是波長為0·80μm的窄帶干涉濾光片(帶寬20nm)。3號窗口貼的是波長為1·00μm的濾光片,帶寬約0·1μm(無嚴格要求)。5、6號窗口貼的是波長為1·00μm的濾光片(帶寬也無嚴格要求)。調制盤的轉速為1 200 r/min。
調制盤的具體調制情況如下:(1)當待測表面的光輻射透過3號窗口到達反射鏡、并由反射鏡反射后再次穿過3號濾光片回到待測區域時,1號窗口正對探測器。對于這種情況,反射鏡不起作用。這是因為透過3號濾光片后又回到待測區域的光的中心波長為1·00μm,帶寬約0·1μm。而1號窗口只能通過中心波長為0·80μm、帶寬僅20 nm的光,因此探測器接收到的僅是“直射”能(P1);此時,由5號窗口透過的光輻射形成觸發、同步號;(2)當待測表面的光輻射透過4號窗口到達反射鏡、并由反射鏡反射后再次穿過4號窗口回到待測區域時,2號窗口正對探測器。對于這種情況,反射鏡起作用。探測器接收到的是“直射”能與“反射”能之和(P2);此時,由6號窗口透過的光輻射形成觸發、同步號;(3)當待測表面的光輻射透過1號窗口到達反射鏡時,3號窗口正對探測器。情況與(1)類似,不同的只是探測器接收到的是波長為1·00μm的光輻射。后續電路雖對該號進行放大處理,但因模-數轉換電路沒有觸發號和同步號,因此不對其進行模-數轉換;(4)當待測表面的光輻射透過2號窗口到達反射鏡時,4號窗口正對探測器。情況與(3)類似,不同的只是探測器接收到的是波長為0·80μm的光輻射。后續電路雖對該號進行放大處理,但同樣因模-數轉換電路沒有觸發號和同步號,故不對其進行模-數轉換。
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直流號隔離器,熱電偶溫度變送器,熱電阻溫度變送器,隔離配電器,變送器配電器
號隔離器的主要功能是將輸入的1～5Vd.c.或4～20mAd.c.標準號裝換成與之相互隔離的1～5Vd.c.或4～20mAd.c.標準號輸出，以供指示儀、記錄儀、數據采集器、調節器或分散型控制系統使用，從而組成各種各樣的工業自動化控制系統或監測系統，可廣泛應用于石油、冶金、化工、電站等行業的過程控制系統中。直流號隔離器,熱電偶溫度變送器,熱電阻溫度變送器,隔離配電器,變送器配電器
號隔離器的主要功能是將輸入的1～5Vd.c.或4～20mAd.c.標準號裝換成與之相互隔離的1～5Vd.c.或4～20mAd.c.標準號輸出，以供指示儀、記錄儀、數據采集器、調節器或分散型控制系統使用，從而組成各種各樣的工業自動化控制系統或監測系統，可廣泛應用于石油、冶金、化工、電站等行業的過程控制系統中。
變送器配電器是將輸入單路或雙路電流或電壓號，變送輸出隔離的單路或雙路線性的電流或電壓號，并提高輸入、輸出、電源之間的電氣隔離性能。 為現場的二線制變送器提供所需的工作電源，并實現變送器號的隔離傳輸。響應時間快、抗干擾效果好；輸入、輸出、電源三重隔離；有24VDC和220VAC兩種供電方式；既可以當配電器使用，又可以當隔離器使用；結構緊湊，能夠實現高密度安裝；一路輸入，二路輸出。
熱電阻溫度變送器采用特制隔離模塊，溫州中宣儀表有限公司市場部,對電網和電路中的交流電流進行實時測量，將其變換為0mA～20mA或4mA～20mA直流電流（IZ）輸出；具有高精度、高隔離、寬頻響、低漂移、低功耗、溫度范圍寬、抗干擾能力強等特點。本產品采用卡裝式結構，端子接線，號隔離器工作原理，安裝方便，適用于電源設備、電力網監測自動化系統、工控監測系統、鐵路號系統等。滑線電阻變送器特性：
● 二線制或三線制滑線電阻輸忄入，隔離變送成直流號輸出。
● 模塊化表芯設計，無需零點和滿度調節。
● 帶有工作電源指示燈。
● 單通道，一路輸入一路輸出，號隔離器工作原理，輸入回路短路保護。
● 即插即拔式接線端子，DIN導軌卡式安裝。變送器配電器是將輸入單路或雙路電流或電壓號，變送輸出隔離的單路或雙路線性的電流或電壓號，并提高輸入、輸出、電源之間的電氣隔離性能。 為現場的二線制變送器提供所需的工作電源，并實現變送器號的隔離傳輸。響應時間快、抗干擾效果好；輸入、輸出、電源三重隔離；有24VDC和220VAC兩種供電方式；既可以當配電器使用，又可以當隔離器使用；結構辶緊湊，能夠實現高密度安裝；一路輸入，二路輸出。
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