一種用于航管雷達(dá)供電的測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采用PC104總線的嵌入式計(jì)算機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)在于硬件性能優(yōu)越、成熟可靠、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、更新?lián)Q代容易、可以擴(kuò)充電子硬盤(pán)、彩色顯示卡、鍵盤(pán)接口、打印機(jī)接口以及各種可選配的功能卡。同時(shí)PC104計(jì)算機(jī)擁有豐富的軟件資源，如各種操作系統(tǒng)的支持環(huán)境以及可以配置的各種工具軟件，因而使得軟件的編程和開(kāi)發(fā)更加快捷和方便。本系統(tǒng)采用VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為平臺(tái)，它包括一個(gè)微內(nèi)核，可以提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持、文件系統(tǒng)和I/O管理、C++編程環(huán)境支持各種模塊。
該電源測(cè)控系統(tǒng)采用霍爾元件傳感器采集被測(cè)電源的電流和電壓信號(hào)，傳感器檢測(cè)到的信號(hào)以電流信號(hào)輸出給檢測(cè)電路，經(jīng)過(guò)A/V變換后，送到AD進(jìn)行模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，PC104計(jì)算機(jī)讀取AD輸出的數(shù)據(jù)并做相應(yīng)的運(yùn)算，之后將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送到遠(yuǎn)端的上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。
該系統(tǒng)還接收由遠(yuǎn)端的上位機(jī)發(fā)來(lái)的接觸器控制命令，通過(guò)控制電路輸出到接觸器的觸點(diǎn)，對(duì)某一路電源進(jìn)行開(kāi)/關(guān)機(jī)控制。同時(shí)通過(guò)接觸器狀態(tài)檢測(cè)電路檢測(cè)接觸器輔助觸點(diǎn)的狀態(tài)，觀測(cè)被控制后的接觸器是否動(dòng)作，并將檢測(cè)到的狀態(tài)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)送到遠(yuǎn)端的上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。
2 傳感器及其檢測(cè)電路
2.1 電壓、電流傳感器
系統(tǒng)采用霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器。兩者都是應(yīng)用霍爾效應(yīng)和零磁通原理的新一帶傳感器，可以在隔離條件下測(cè)量直流電壓或電流。其主要功能特點(diǎn)有：(1)應(yīng)用了霍爾原理的閉環(huán)補(bǔ)償特性；(2)具有良好的線性度；(3)優(yōu)化了響應(yīng)時(shí)間；(4)寬頻帶、高靈敏度；(5)體積小無(wú)插入損耗[5]。
電壓傳感器的輸入是寬范圍的直流電壓信號(hào)，電流傳感器的輸入是寬范圍的直流電流信號(hào)，輸出均為4 mA~20 mA的測(cè)量信號(hào)。
2.2 電流電壓檢測(cè)電路設(shè)計(jì)
該電路由精密電阻、電容、模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7891以及必要的FPGA輸出的控制信號(hào)構(gòu)成。來(lái)自傳感器的4 mA~20 mA電流檢測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)精密電阻轉(zhuǎn)換成0~5 V的電壓檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)過(guò)電容濾波后送到AD7891進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出的數(shù)字量由PC104計(jì)算機(jī)讀取并處理。
AD7891是美國(guó)ADI公司推出的一種12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，應(yīng)用電路如圖2所示，AD7891的主要特性是：
(1)分辨率12 bit；
(2)轉(zhuǎn)換時(shí)間1．6 μs；
(3)8個(gè)具有過(guò)壓保護(hù)的模擬信號(hào)通道；
(4)+5 V單電源工作，低功耗；
(5)非線性誤差為±1LBS；
(6)并行和串行接口；
(7)芯片內(nèi)有采樣/保持放大器；
(8)芯片內(nèi)提供參考電源。

它具有外接元件少、功耗低、精度高等優(yōu)點(diǎn)，適合作各種微處理器、控制器以及數(shù)字信號(hào)處理機(jī)的接口。