用于壓磁傳感器的精密程控恒流源設(shè)計(jì)
摘要:目前很多由分立元件構(gòu)成的恒流源電流有限,穩(wěn)定度較差,容易受到元器件參數(shù)變化和環(huán)境變化的干擾,并難以調(diào)節(jié)。在此采用閉環(huán)控制原理,利用單片機(jī)控制ADC和DAC轉(zhuǎn)換模塊,達(dá)到恒流的目的,并可以根據(jù)需要,通過代碼改寫實(shí)現(xiàn)電流的預(yù)置??朔艘酝至⒃?gòu)成的恒流源不穩(wěn)定的缺點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用中,達(dá)到了良好的供電效果,在多次實(shí)地測量中圓滿完成任務(wù)。
關(guān)鍵詞:程控恒流源;電路設(shè)計(jì);應(yīng)力測量;壓磁傳感器
0 引言
恒流源在測量領(lǐng)域和工程技術(shù)中都有著重要的用途,目前恒流源的設(shè)計(jì)方法有多種,最常見的是場效應(yīng)管恒流源和二極管恒流源,但其電流值有限,穩(wěn)定度較差,并且難以調(diào)節(jié),在文獻(xiàn)中對此做過一定的論述。本文將介紹一個(gè)新型實(shí)用的恒流源電路,用于壓磁傳感器的測量,并詳細(xì)說明其工作原理。
1 程控恒流源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
由于溫度對集成電路參數(shù)的影響不如對晶體管和場效應(yīng)管的影響顯著,本設(shè)計(jì)盡量采用集成電路取代分立元件。本文提出的恒流源以單片機(jī)為核心,結(jié)合ADC和DAC轉(zhuǎn)換,實(shí)時(shí)采集工作電流,并送單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理,然后輸出合適大小的電壓,使傳感器工作在恒流狀態(tài)。程控恒流源原理圖如圖1所示。
2 程控恒流源電路的設(shè)計(jì)
程控恒流源由1 MHz有源晶振產(chǎn)生正弦波后經(jīng)2片串聯(lián)的74HC390進(jìn)行1 000分頻后得到1 kHz的方波,該方波再由五階低通濾波芯片MAX-7410轉(zhuǎn)化為正弦波,送往乘法器AD734AQ的X1管腳。傳感器的實(shí)時(shí)工作電流由電流互感器采集轉(zhuǎn)換成電壓信號后,由真有效值芯片AD736轉(zhuǎn)化為正弦電壓信號的有效值,再由程控D/A轉(zhuǎn)換芯片LTC2606將電壓的數(shù)字信號傳送給AT89S52單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算處理,處理結(jié)果由A/D轉(zhuǎn)換芯片AD7705轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出到乘法器AD734AQ的Y1管腳。2個(gè)信號相乘后經(jīng)功率放大器TDA2040和變壓器供給傳感器工作。
電路中的關(guān)鍵部分是以單片機(jī)為核心的ADC和DAC模塊,其電路圖如圖2所示。
其中,LTC2606和AD7705的參考電壓輸入管腳接AD780電壓轉(zhuǎn)換芯片,以提供可靠的參考電壓。
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