为了实现交流电压的测量与变送，满足DDZ-Ⅱ、DDZ-Ⅲ仪表、电子计算机等对该模拟量输入信号的需求，设计了一种新型交流电压变送器。介绍了该变送器的组成、功能及主要技术指标，并从电子学的角度分析了该变送器的工作原理，对输出与输入之间的线性关系及实现方法进行了讨论。通过实验检测，证明了该变送器的变换线路结构新颖、简单、准确度高、长期工作稳定可靠。
在电力系统中的各电站、调度室、变电所及冶金、化工各类工矿企业中的生产流程、油田开发等各个领域，当为DDZ-Ⅱ，DDZ-Ⅲ电动单元组合远动装置、Foxboro Micro 761可编程数字调节器、电子计算机、巡检、自动化控制系统提供所要求的模拟量输入信号时，需要将被测交流电量（电压或电流）转换成线性比例输出的直流模拟电量，它是实现电控设备自动化过程中不可缺少的环节之一。为此，我们设计了一种新型交流电压变送器，可将0~240V工频（50Hz）电压线性转换成直流0~10V、0~10mA和4~20mA信号。应用情况表明该转换器设计合理、转换精度高、带负载能力强、抗电冲击性能好，使用效果良好。
1 变送器组成、功能及主要技术指标
1.1 变送器组成
图1为电压变送器组成原理框图。从图中可看出，系统分为以下几部分：
（1）变压器及分压电路 考虑到检波电路对输入电压的要求，利用变压器及分压电路将0~240V 线性转换为0~5V.
（2）AC/DC转换电路 利用负反馈对一般的二极管检波电路进行校正，使转换特性线性化，将0~5V输入线性转换为0~10V直流输出。
（3）V/I转换电路 它是系统的电流输出环节，其作用是将检波电路输出的直流电压线性变换为双路0~10mA、4~20mA电流信号输出。
（4）基准电源 为AC/DC转换电路和V/I转换电路提供所需的直流电源及偏置电压。
图1 变送器组成原理框图
1.2 变送器功能
该变送器有一路输入通道（0~240V 通道）和三路输出通道（0~10V通道，4~20mA 通道，0~10mA通道）。根据需要，三条输出通道可分别单独输出或并行输出。
对三条输出通道中的每一路，变送器内部都设有满量程调整电位器，可非常方便地调整仪表的量程。另外，对4~20mA输出，仪表还设有零点调整电位器，以便进行零点的调整。前面板设有0~250V交流及0~10V直流电压表0~10mA和4~20mA直流电流表各一块，并配有转换开关，可随时观察输入信号及转换的输出信号变化。
1.3 变送器主要技术指标
输入交流信号量程：0~240V;
输出直流信号量程：0~10V; 0~10mA; 4~20mA;
负载电阻：0~10V ≥5KΩ；0~10mA 为0~1.5KΩ；4~20mA 为0~500Ω；
基本误差：≤0.5%
工作环境：温度0~40℃
相对湿度：≤85%.
运行方式：能在额定负载下连续工作。
2 工作原理与分析
2.2 V/I转换电路原理
图4是输入直流电压0~10V,输出直流电流0~10mA,带负载能力0~1.5kΩ的转换电路原理图。该电路的输入就是线性检波电路的输出，由于该电路引入了很强的电流串联负反馈，因此输出电流与输入电压具有良好的线性关系，且具有恒流性能。此电路中的A5设计为差动输入放大电路，它将输入信号Vout4与反馈信号Vf进行比较放大。复合管N1、N2的作用是扩大输出电流，其中N1是反相放大器，N2是电流输出级，输入电压Vout4经电阻R10加到运放反相输入端，输出电流Iout流经R15及Rf得到反馈电压Vf,此电压经电阻R12、R13加到A5的两个输入端，下面分析该电路输出电流与输入电压的关系。
