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傳感器信號調(diào)理電路設(shè)計一、CSM050LA電流傳感器調(diào)理電路設(shè)計1.1調(diào)理電路的設(shè)計說明下圖為CSM050LA電流傳感器調(diào)理電路原理圖圖1-1CSM050LA電流傳感器調(diào)理電路原理圖VHATUGXI.HiCtirrCSM050LA的部分參數(shù)如下:電參數(shù)型號CSMO&OLACSM100LAIpN原衛(wèi)隹定輸人電流50100AIf原之運流測■范靠0-±750'±150AISN副邊誨忘畸出電流5050mAKk函數(shù)比1JOOO1:200DRm測量電阻()|p=t5CAB4:50160Ip=t1O0AB4;0-110fl(Vc=±15V)N=±75Art; 50-90時0*33口W源理壓±12'±15(±5%)V圖1-2CSM050LA的部分參數(shù)CSM050LA電流傳感器的測量電流范圍為0~±75A,電機測試平臺電流待測得電流最大值為±20A。因此將電流傳感器需要測量的原邊電流范圍定為0~±20A,因此副邊輸入的電流范圍為0~±20mA。電機測試平臺選用的數(shù)據(jù)采集卡Tpci105是一款PCI總線非隔離模擬量輸入輸出、數(shù)字量輸入輸出、編碼器和脈沖信號處理板卡,具有16路12位AD輸入、2路12位DA輸出、16路數(shù)字輸出、24路數(shù)字輸入、3路編碼器信號可逆計數(shù)、4路脈沖信號計數(shù)和測頻、2路帶閾值不規(guī)則信號整形通道。其中,模擬量輸入種類有5V、±5V、10V、±10V,軟件選擇,AD轉(zhuǎn)換程序觸發(fā)。選用5V輸入,因此需要將-20mA~+20mA的電流信號轉(zhuǎn)化為0~5V的電壓信號。設(shè)計放大電路如下:
PWgCur圖1-3CSM050LA電流傳感器放大電路原理圖其輸入與輸出的關(guān)系為U仙=Un+2.5V,因此Uin的允許輸入的電壓范圍為-2.5~2.5V。結(jié)合副邊輸入的電流范圍為0~±20mA測量電阻為125歐。根據(jù)精密電阻的阻值,選用124歐的電阻。因此從原邊輸入開始:U=I*1*124/1000+2.5V=0.124I+2.5,其中I為原邊輸入outin in in電流(單位為A)。1.2測量電阻的功率計算和選型P=12*R=0.0496W,I=0.02&R=124Q,根據(jù)功率留2到3倍的余量,選用約max0.1W~0.2W的精密電阻。而1210封裝的貼片電阻功率為0.25W,因此可選用插件的精密電阻或1210封裝的電阻。1.3輸入輸出關(guān)系式最后得到的輸出電壓與待測電流的關(guān)系為:氣協(xié)=0.124七+2.5,其中七為原邊輸入電流(單位為A):、ACS712電流傳感器調(diào)理電路設(shè)計2.1調(diào)理電路的設(shè)計說明下圖為ACS712電流傳感器原理圖7ACS712lODOpF7ACS712lODOpF圖2-1ACS712電流傳感器設(shè)計原理圖ACS712電流傳感自帶調(diào)理電路,其輸出電壓與原邊輸入電流的關(guān)系為七=0.1、+2.5,七為原邊輸入電流(單位為A)
下圖為LV-25P電壓傳感器調(diào)理電路原理圖商財3叫嘲1IUSISOk.'lW/13.1下圖為LV-25P電壓傳感器調(diào)理電路原理圖商財3叫嘲1IUSISOk.'lW/1許域電壓檢測Uuul-OOlUiii屯壓輸入:O-5QOV厄壓輸出:0-5V圖3-1LV-25P電壓傳感器調(diào)理電路原理圖圖3-2為LV-25P的部分參數(shù)Electricaldata'pNPrimarynominalcurrentrms10mAIpuPriinarycurrent,measuringrange0..±14mAMeasuringresistanceffin%偽網(wǎng)with±12V @±10mA30 190QQ±14"g30 100Qwith±15V Q±10mA住100 350Q@±14mAmaK100 190QySecondarynominalcurrentrms25mAKnConversionratio2500:1000Supplyvoltage(±5%)土12..15V?Currentconsumption10(@±15V)+lsmA圖3-2LV-25P部分參數(shù)平臺最大的待測電壓為100V,本文對0~100V,0~200V,0~500V3種情況進行了分析和設(shè)計。下面是0~500V的設(shè)計過程。0~100V,0~200V將直接給出結(jié)果。LV-25P的原邊額定電流為10mA,將電壓傳感器的輸入電流定為0~10mA,則輸入側(cè)電阻阻值選為50kQ(最大功率為5W)。因此采用3個150kQ,3W電阻并聯(lián)。對應(yīng)的副邊輸入電流為0~25mA,需要將其裝換為0~5V的信號,選用阻值為200Q的測量電阻(最大功率為0.125W)。3.2測量電阻的功率計算和選型選用3個150kQ/3W和200Q/0.5W的插件精密電阻作為測量電阻3.3輸入輸出關(guān)系式最后得到的輸出電壓與待測電流的關(guān)系為:Uo廣口叫〃3.4不同測量電壓的結(jié)果對照表測量電壓(V)輸入側(cè)電阻輸出側(cè)電阻輸入輸出關(guān)系式備注0~10010kQ,1W200Q,0.125WU=0.05U0~20020kQ,2W200Q,0.125Wuul inU =0.025U0~50050kQ,5W200Q,0.125Wuut inU=0.01UUUl in說明:上表所計算的功率為最大功率,實際選用是應(yīng)留2到3倍余量輸入側(cè)電阻采用3W的插件電阻,根據(jù)阻值,0~100V采用一個10k,3W的插件電阻。0~200V采用2個43k,3W的插件電阻并聯(lián)。0~500V采用3個150k,3W的插件電阻并聯(lián)。測量電壓(V)輸入側(cè)電阻輸出側(cè)電阻輸入輸出關(guān)系式備注0~10010kQ,3W200Q,0.125WU=0.05U0~20043kQ,3W(2個)200Q,0.125Wuut inU=0.02325U0~500150kQ,3W(3個)200Q,0.125Wout inU=0.01Uout in四、總結(jié)類型輸入輸出輸入輸出關(guān)系測量電阻敏感度電流傳感器CSM050LA0~±20A0.02-4.98VU =0.124/+2.5124Q,0.25W124mV/A電流傳感器ACS7120~±20A0.5~4.5V、叫〃+¥100mV/A電壓傳感器LV-25P0~100V0~5V七廣0.05U?10kQ,3W20
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