基于霍尔传感器的电流测试设计课程设计论文Word格式.docx

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经过滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。

本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，经过、变压、整流、滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电。

本次试验通过对直流可调电流源的设计实训，能够熟练应用分立元件完成小功率直流稳压电源的电路设计、参数运算和器件选择，使其满足试验所需要求。

同时正确掌握直流稳压电源的制作与测试方法，为今后的实际工作打下良好的基础。

【关键字】霍尔传感器稳压器直流稳压电源

Abstract

Currentdetectionhavemanykindsofmethods,themostcommonmethodistouseimpedanceshunt,transformerorhallsensor.Impedanceshuntworkwithloadseries,unabletoisolationmeasurement;

TransformerisonlyintheHzpowerfrequencyacmeasurement;

Halldetectiontechnologyintegratedthetransformerandshunttechnologyalladvantages,atthesametime,andovercomethetransformerandtheshortageoftheshunt,usingahallcurrentvoltagesensor/transmittermoduledetectingelement,whichcandetectcommunication,alsocandetectdc,evencandetecttransientpeak,andatthesametimecanrealizemaincircuitloopandelectroniccontrolcircuitofisolation,itisalternativetransformerandshuntofanewgenerationofproducts.

Powersupplyforelectricalandelectronicequipmentindispensableenergysupplyparts,growingdemand,butalsotofunction,thestabilityoftheindicatorsalsoputforwardhigherrequest.Dcregulatedpowersupplyiscomposedofpowertransformer,rectifierfiltercircuitandvoltageregulatorcircuitcomposed.Theacvoltagetransformertoneedlowvoltageelectricalternatingcurrent（ac）.Rectifierthealternatingcurrent（ac）intodirectcurrent.Afterfiltering,voltageregulatorandunstabledcvoltageintoastabledcvoltageoutput.Thisdesignmainlyadoptsdcvoltageconstituteintegratedvoltageregulatorcircuit,after,transformer,rectifier,filter,voltage220valternatingcurrent（ac）,theprocesswillbecomestabledc,.

Thetestthroughtheadjustabledccurrentsourcedesignpractice,canskilledapplicationofdiscreteelementcompletesmallpowerdcregulatedpowersupplycircuitdesign,parametercalculationandcomponentselection,makeitmeetthetestrequirementsneeded.Atthesametimegraspdcregulatedpowersupplyproductionandtestmethodforfutureactualworklayagoodfoundation.

【Keywords】HallsensorregulatorDcregulatedpowersupply

目录

一、课程设计题目分析1

1.1课程设计题目介绍1

1.2课程设计要求及注意事项1

二、整体设计方案3

2.1、系统设计思路3

2.2、设计方案的确定3

三、硬件电路的设计5

3.1、传感器电路5

3.2、AD转换模块6

3.3、按键模块6

3.4、液晶显示模块7

3.5、时间芯片模块8

四、电源电路详细介绍9

4.1、电源电路设计要求9

4.2、直流稳压电源设计思路9

（1）电网供电电压交流220V（有效值）为50HZ，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。

9

4.3、直流稳压电源的基本设计原理9

4.4、电源电路元器件的选择11

4.4.1、变压器的选择11

4.4.2、二极管的选择12

4.4.3、稳压芯片的选择13

4.5、电源总体电路设计14

五、心得体会16

参考文献17

一、课程设计题目分析

1.1课程设计题目介绍

根据给定的电流传感器型号，设计硬件电路以及软件电路来显示电流传感器测得电流大小，并且能滤除一定的干扰，是测得的数据尽量精确。

电流传感器CTDS20A-***输入信号有直流、交流、双向直流和脉动直流几种形式，输出信号有0～5V,0～20mA、4～20mA、0～10V多种形式任选。

因为本课程设计的电流传感器型号为CTDS20A-211，所以代表输入为交流，输出为0～5V（VZ），辅助电源电压为+12V。

第一个“*”为1、2、3、4分别代表输入为直流、交流、双向直流、脉动直流信号，第二个“*”为1、2、3、4、5、6分别代表输出为0～5V（VZ）、0～5V（VG）、0～20mA（IZ）、4～20mA（IY）、0～10V（VZ）、0～10V（VG），第三个“*”为1、2、3、4、5、6表示辅助电源电压,分别代表+12V、+15V、+24V、±

12V、±

15V、±

24V。

1.2课程设计要求及注意事项

主要技术参数输入范围:

0～0.5～300A精度等级:

0.5级

工作温度:

0～50℃温漂特性:

500ppm/℃

隔离耐压:

2500VDC

负载能力:

电压输出≥2kΩ电流输出≤300Ω

响应时间:

≤250ms

静态功耗:

电压输出≤200mW电流输出（4～20mA）≤250mW

输入过载能力：

10倍标称值（5秒）

1.电源电压必须符合标称值,否则会烧坏产品;

2.当用万用表表笔测量电压或电流时,应把接线端子螺钉旋到底,否则有可能测不到电压或电流输出值；

3.该产品的输出端应根据输出的类型接负载，电压输出时负载是并联，电流

输出时负载是串联；

4.电流穿孔直径有四种可供用户选择,分别为Φ4,Φ6.5,Φ13和Φ20，电流母线穿线允许的情况下，应尽量选用小孔径，以免影响测量精度。

二、整体设计方案

2.1、系统设计思路

电流传感器检测到的信号是电流，通过电流传感器内部处理后，将测得的电流信号大小转换成对应的电压，所以输出来的是模拟信号，此时要用到模数转换，及AD转换才能将模拟信号转换成数字信号。

转换成数字信号后，需要处理器处理数字信号，并且加以辨识通过驱动数字显示频来显示数字信号转换后的数字。

最后整个系统需要各种电源，此时可以设计一个电源电路供应各种电压。

无论是霍尔元件型电流传感器还是伺服型直流电流传感器，最近使用逆变器的情况比较多，电压噪声较大，对于传感器的使用较困难。

这时根据产品目录数据表中记载值难以判断，因此，需要通过实验进行验证。

自动化系统中大量使用大功率晶体管、整流器和可控硅，普遍采用交流变频调速及脉宽调制电路，使得电路中不再只是传统的50周的正弦波，出现了各种不同的波形。

对于这类电路，采用传统的测量方法不能反应其真实波形，而且电流、电压检出元件也不适应中高频、高di/dt电流波形的传感和检测。

CTDS系列电流传感器，可以测量任意波形的电流和电压。

输出端能真实地反映输入端电流或电压的波形参数。

针对霍尔效应传感器普遍存在温度漂移大的缺点，采用补偿电路进行控制，有效地减少了温度对测量精度的影响，确保测量准确；

具有精度高、安装方便、售价低的特点。

2.2、设计方案的确定

利用霍尔传感器采集被测回路中的电流，霍尔传感器输出的电压信号经过ad转换后送入单片机进行数据处理，处理后的数据送入显示模块进行显示。

本设计采用的霍尔传感器的精度为0.5%，ad转换器的精度为八位，单片机型号为AT89S52满足设计要求。

设计方案的框图如下：

LCD1602

显示模块

AT89S52

霍尔传感器采集电流信号

按键输入模块

AD转换模块

时间输入模块

图二

三、硬件电路的设计

3.1、传感器电路

本设计采用的传感器为霍尔传感器，基本的优点在于：

响应时间快、低温漂、精度高、体积小、频带宽、抗干扰能力强、过载能力强。

主要参数如下：

输入电流大小为0～20A；

电压输出为0～5V；

转换精度为+0.5%；

工作环境温度为0～50℃；

负载能力电压输出，电流输出；

静态功耗电压输出，电流输出；

其接线图如图3-1所示：

图3-1传感器接线图

其中5脚为12v电源输入脚，6脚为电源地，7脚为VEE，8脚为电压输出脚（0～5v），9脚为电流输出脚。

3.2、AD转换模块

本设计采用的AD转换芯片为ADC0809，ADC0809是带有8位A/D转换器、8路

多路开关以及微处理机兼容的控制逻