1 .实验条件
本实验将线性光耦hcnr201隔离电路应用于pt100测温电路中。pt100铂电阻是一种常用的温度传感器，其电阻值与环境温度呈现接近线性的关系，只要测出pt100的阻值即可换算出被测温度值。pt100测温电路将pt100铂电阻阻值的变化转化为电压信号，经过a/d转换后传输给单片机系统处理结果来获得测量温度值。采用线性光耦隔离电路对pt100测温电路进行隔离，防止外界干扰的同时，为保证温度测量结果的准确性，还必须达到高精度的传输测量信号，即隔离电路前后电压一致，才满足实际应用的要求。实验电路原理图如图3所示。
图3 pt100测温电路隔离原理图
2. 电路参数值的选取
(1) 运算放大器的选取
线性光耦hcnr201为电流驱动型器件，其led的工作电流为1ma～40ma，运放器的选取必须保证其输出电流有足够的驱动能力驱动led二极管。电路采用运放lmv321,其输出电流可达40ma。
(2) 电阻参数的选取
为了保证传输精度，外围元件应选择稳定性较好的器件。电阻选用精度为1‰的金属膜电阻。电阻的选型需要考虑运放的线性范围和线性光耦的最大工作电流ifmax。假设确定vcc1=5v，pt100测温电路的输入电压在0~5v之间，隔离电路输出电压等于输入电压。下面给出参数确定的过程。
●确定if：hcnr201是电流驱动型，其led的工作电流if要求为1~40ma，芯片手册推荐工作电流为25ma，因此，此处取if=25ma。
●确定r3/r3=vcc1/if=5/0.025=200ω，且精度为千分之一。
●确定r1：根据芯片手册说明当5na
●确定r2：取r2=r1=100kω，且精度为千分之一。
●电容的选取：根据芯片手册推荐，取c1=c2=0.001uf 为经验取值。
综上所述，运放a1、a2为lmv321m5；r1=r2=100kω；r3=200ω；c1= c2=0.001μf。
3 .实验数据测量及分析
隔离电路应用于pt100测试电路中，隔离前端输入经pt100电路测量后输入的电压值。隔离前、后电压值由校验仪ca71测得，并通过matlab绘出对比图形。部分测量数据见附表，matlab绘制图形如图4所示。
附表 实验数据
图4 matlab绘制曲线图
图4中直线为理想结果，虚线为实际结果。
通过实验测量数据可以发现：线性光耦隔离电路有很好的稳定性和线性，且输入电压为1.5v到2v之间时传输精度效果最佳。需要明确，采用线性光耦隔离电路进行隔离必定会导致模拟电压的传输产生一定的误差，若测量电路对电压精度要求不高，使用线性光耦进行隔离可以达到非常好的效果，然而，对于pt100测温电路而言，在200℃时，电压误差在0.1~0.2v，这样会使得温度测量误差最大达到10℃左右。这样的误差对于pt100测温是不允许的，在这种对传输精度要求很高的电路里，提高精度的行之有效的解决办法就是通过单片机软件处理对数据进行误差修正。