在各种自动检测、控制系统中，常常需要对高速变化的交直流电流、电压信号作跟踪采集，对比较复杂的波形作频谱分析。这类信号可能是高压、大电流等强电，也可能是负载能力很差的弱电，或是幅值很小的信号。它们的一个共同特点是不宜直接与计算机类的系统相接，怕计算机干扰它，或是怕它干扰计算机，或是因信号太强、太弱，难于与计算机匹配。wb121高速宽带跟踪型电量隔离传感器正是针对用户的这种需求而设计的。本文将对该产品的性能及应用范围作概略介绍。
wb121高速宽带跟踪型电量隔离传感器采用线性光电隔离原理，对电网或电路中的交流、直流或交直流混合的电流、电压信号进行实时测量，经隔离转换成跟踪输入信号的、有一定驱动能力的、标准的输出电压信号。wb121具有交直流通用、高精度、高隔离、宽频响、快响应时间、低漂移、低功耗、宽温度范围等特点；能直接与计算机、可编程控制器或其他数据采集器连接，用于各种快速反应波形的隔离跟踪测量；特别是可以在模拟量的高速数据采集系统、变频调速设备、可控硅控制设备及其他电气设备中用作跟踪测量。
工作原理
wb121电量隔离传感器主要分为两类，即wbv121电压隔离传感器和wbi121电流隔离传感器。二者的工作原理，除输入电路略有不同外，其他都相同，原理框图如图1所示。输入电压vin(或电流iin)信号送至输入电路，后者将信号转换成某种标准电压，并赋予较强的驱动能力；光电隔离电路实现输入信号的线性变换及隔离处理；输出电路将信号进一步放大，同时实现整个传感器的量程调节，输出是跟踪输入信号、具有较强的驱动能力的标准化电压，方便用户使用。传感器内部还配备了dc/dc转换器，从辅助电源+e提取能量，供输入电路使用。
主要技术指标
输入规格：输入电压0～50mv到0～1000v；输入电流0～1ma到0～；如外接分流器，输入电流可高达上千安培。
输出电压：0～3.5v,0～5v,0～10v；
精度等级：0.2级；
温度漂移：150×10-6/℃；
线性范围：0～120%标称输入；
频率响应：dc～30khz，zui高可达100khz；
响应时间：15μs，zui低可达4μs；
输入阻抗：ri＝vi×10kω/v，当vx＞1v时；ri＞1mω，当vx≤1v时；也可在整个输入范围实现高阻输入；
过载能力：10倍标称输入值，持续5s；特制品也可承受长期输入过载；
负载能力：5madc；
辅助电源：±12v；
静态功耗：400mw；
隔离耐压：＞1.5kvdc，1分钟；
输出纹波：＜5mvac；
环境温度：0～+50℃；
外型尺寸：s型：99(宽)×63(高)×24(深)mm；e型：59(宽)×46(高)×21(深)mm；d型：32(宽)×23(高)×29(深)mm。
典型频率特性
作为跟踪型传感器，其zui重要的性能就是对输入信号的快速响应，有很宽的通频带。
wb121典型特性如表1所示。其中方案3为标准型，方案1、方案2为特制型。其输出幅频特性和相频特性如图2、图3所示。图中，输入为正弦波，vgi为跟踪电压输出有效值，di为输出电压正弦波滞后输入电压正弦波的角度。vgi0为输入50hz信号时的输出电压有效值。vg1、d1,vg2、d2及vg3、d3分别对应方案1、2及3。注意，为方便用户在较低频率下的应用，两图中横坐标标尺是不均匀的。
其中响应时间是输入直流阶跃信号，输出电压达到满度输出值的90%时的延迟时间。
输出纹波是当输入电压为0时，输出噪声电压有效值与满度输出电压有效值之比。
表1
图2wb121传感器幅频特性曲线图3wb121传感器相频特性曲线
从图2和图3可见，在很宽的频率范围内，输出电压的幅度及相位都有很平坦的特性。这为用户进一步分析信号波形提供了方便。
应用简介
wb121高速宽带跟踪型电量隔离传感器可以实时、准确地跟踪测量任意波形的电流、电压信号，将其隔离后输出具有标准值的电压信号。传感器可用于晶闸管输出的已严重失真的正弦波信号检测，经脉宽调制处理的pwm波检测，电力系统畸变波形检测，功率设备中的高速闭环反馈控制等。传感器实现了输入信号和输出信号的电隔离，其隔离绝缘电压达1.5kv以上。因此，输出信号与后续设备可直接连接。通常，后续设备可以是巡回检测装置、计算机控制系统、可编程控制器(plc)及各种电力、电子控制设备等。
wb121的典型应用如图4所示。传感器与后续设备靠近，输出端可接至设备的高速a/d等电路，信号由计算机等控制采样、处理。
传感器典型的传递函数可近似表达为k=vg/x，或vg=k·x
这里x表示输入电量，可以是交流、直流或交直流混合的电流、电压信号。vg是有标准输出量程的电压量。一般地，k是一个与用户要求有关的正常数，即输出紧紧跟踪输入电量的变化。当输入信号频率高时，k不可再简化为一个常数，而与输入频率有关，如图2、图3所示。
灵活应用
实现公式vg=－k·x
这里k为正常数，即输出量与输入量正好反向。这只要将输入信号的两端反接即可。
实现公式vg=k·x+a
这里k、a为正常数，即输出量为在k·x的基础上再向上平移a大小的电压。例如，可将双向直流电量转换成单向直流电压；将交流电量转换成同样波形的直流电压。有的a/d转换器仅允许单向输入电压信号，这种变换有利于直接与a/d转换器相连。a值一般由用户提出，生产厂实现。
实现公式vg=－k·x+a
这里k、a为正常数，即输出量为在－k·x的基础上再向上平移a大小的电压。举例，有个用户提出这样的要求：输入电压x变化范围是0～10v，要求输出对应电压是5～0v。从上式可见，只需取k=0.5和a=5v即可。
灵活运用方式还有一些，不再细述。一般地，上述公式中的参数k、a，由用户提出，生产厂调校。如果用户需要临时对k、a作一些微调，也可打开传感器上的窗口，按使用说明书要求调整。