按关键词阅读: 设计 实验 数字 验证 直流 电流传感器
b)集成运算放大器A2的选择:积分运算电路的积分误差除了与积分电容的质量有关外 , 主要事集成放大器参数非理想所致 。
因此为了减小积分误差 , 应选用输入失调参数(VI0、I0、Vi/T、I0/T)小 , 开环增益高、输入电阻高 , 开环带较宽的运算放大器 。
可以选择uA741型运算放大器 。
(2)选择稳压二极管稳压二极管Dz的作用是限制和确定方波的幅度 , 因此要根据设计所要求的方波幅度来选稳压管电 。
39、压Dz 。
此外 , 方波幅度和宽度的对称性也与稳压管的对称性有关 , 为了得到对称的方波输出 , 通常应选用高精度的双向稳压管 。
R3为了稳压管的限流电阻 , 其值有所选用的稳压管的稳定电流决定 。
(3)确定正反馈回路电阻R1与R2R1与R2的比值均决定了运算放大器的A或A1触发翻转电平 , 也就决定了三角波的输出幅度 。
因此根据设计要求的三角波输出幅度 , 可以确定R1和R2的阻值 。
(4)确定积分时间常数RC积分元件R、C的参数值应根据方波和三角波所要求的重复频率来确定 。
当正反馈回路电路R1、R2的阻值确定之后 , 再选取电容C的值 。
综上所述 , 选取的元器件如下:集成运算放大器:LM324或LM741 2片电阻:10K 、20。
40、K 、2K 若干可调电阻:100 K 1只瓷片电容:0.047uF/25V 1只稳压二极管:2DW7 2只3.2 软件设计3.2.1整体思路软件设计主要针对单片机编程 。
由图3可知 , 软件部分主要为了测量出时间差x的大小 , 由于三角波激励源信号的周期为58.68Hz , 因此最终所得矩形脉冲信号的高电平持续时间约为8.5ms左右 , 待测电流的加入会引起矩形脉冲信号的正负半周分别前移或后移 , 且时间差x应在若干个us级别 。
利用89C51单片机上P3.1串行口接收整形电路输出的矩形脉冲信号 , 脉冲信号幅值超过了5.3V , 在正半周会被单片机识别为高电平 。
先一直检测输入是否为高电平 , 若是高电平则启动定时器计时 , 并一直 。
41、检测是否为高电平 , 发现为低电平时关闭定时器 , 停止计时 。
为了减小误差 , 只处理第二次获得的定时时间t2 。
由事先测得的无待测电流时的高电平持续时间作为固定参数t1 , t2与t1之差即为x值 。
定时器模块:通过定时器测出有待测电流I时的高电平持续时间 , 其与无待测电流时的高电平持续时间之差应为所求的x值 。
使用工作在16位下的定时器 。
数据处理模块:由所求的x值及其它参数值通过2.2中算式算出待测电流值 。
显示模块:通过扫描八段数码管实时显示待测电流值 。
3.2.2程序设计通过外部脉冲输入到P3.3口 。
当 引脚上出现高电平时 , 定时器T1即开始对12分频时钟周期计数 , 直到 引脚变低电平为止 , 然后读出T1计数器的值并显 。
42、示 。
通过设置TMOD , 使其为定时器模式 。
当GATE=1时 , 为门控方式 。
只有TR0设置为1 , 且同时外部中断引脚也为高电平时 , 才能启动T0开始计数工作 。
把脉冲信号从P3.2脚引入 , T0设为定时器方式工作 , 并工作在门控方式(GATE=1) 。
在待测信号高电平期间 , T0对内部周期脉冲进行计数 。
在待测脉冲高电平结束时 , 其下降沿向P3.2发中断 , 在外部中断0的中断服务程序中 , 读取TH0、TL0的计数值 , 该值就是待测脉冲的脉宽 。
随后 , 清零TH0和TL0 , 以便下一次当待测电流值发生变化时再测下一个脉宽的测量 。
计算方法:脉冲宽度=计数值*1us,将脉冲宽度的数值转换为压缩BCD码 , 再将压缩BCD码转换为非压缩BC 。
43、D码便于计算 。
将测得的脉冲宽度值与待测电流为零时的脉冲宽度值求差 , 做为正脉冲宽度变化值 , 然后按照所推的的算式计算出待测电流值大小 , 再将其转换为LED数码管码值进行实时显示 。
3.2.3设计流程图开始初始化处理数据并显示P3.2口是否高电平否是启动计时器P3.2口是否高电平否是关闭定时器是否为第一次计时是否3.3本章小结本章主要介绍了相位差磁调制式测量系统的硬件电路设计和测量软件代码设计 , 对硬件电路所涉元件及其相关资料做了较为详细的叙述 , 介绍了软件设计的整体思路 , 并给出具体流程图 。
四 , 设计验证与测试过程4.1设计验证图示在面包板上搭建好除单片机系统外的硬件部分后 , 用导线和示波器来检测电路中各点波形 。
44、是否正确 。
其中几处关键点为:在三角波模块的滞回比较部分应输出方波信号 , 输出端应输出稳定的三角波信号;在铜丝绕组W3端应输出类似三角波的波形;在整形电路输出端应输出矩形脉冲信号 。
稿源:(未知)
【傻大方】网址:/a/2021/0801/0023374613.html
标题:数字|数字直流微电流传感器的设计与实验验证( 七 )