基于霍尔传感器的电流测试设计_课程设计论文(编辑修改稿)

基于霍尔传感器的电流测试设计_课程设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

二 、整体设计方案 、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。 、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 %， ad 转换器的精度为八位，单片机型号为 AT89S52满足设计要求。 湖南科技大学本科生课程设计（论文） 4 设计方案的框图如下： 图二 霍尔传感器采集电流信号 AD 转换模块 AT89S52 LCD1602 显示模块 按键输入模块 时间输入模块 湖南科技大学本科生课程设计（论文） 5 三、硬件电路的设计 、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 +%； 工作环境温度为 0～ 50℃； 负载能力 电压输出  2k ，电流输出  300 ； 静态功耗 电压输出 200mW ，电流输出 250mW ； 其接线图如图 31 所示： 图 31 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。 、 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 湖南科技大学本科生课程设计（论文） 6 多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的 CMOS 组件。 它是逐次逼近式 A/D 转换器，可以和单片机直接接口。 ADC0809 由一个 8 路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个 A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。 多路开关可 选通 8 个模拟通道，允许 8 路模拟量分时输入，共用 A/D 转换器进行转换。 三态输出锁器用于锁存 A/D转换完的数字量，当 OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 0809 的输入信号来自霍尔传感器，输出的八位数字量输入单片机的 P1 口，用P3 口作转换控制信号引脚。 电路图如图 32 所示 图 32 ADC0809 接线图 、按键模块 通过四个按键来调整显示时间，分别为菜单键（ k1）、增加键 (k2)、减小键 (k3)、确认键 (k4)。 电路图如 图 33 所示： 湖南科技大学本科生课程设计（论文） 7 图 33 按键模块接线图 、液晶显示模块 采用 1602 显示结果， LCD1602 的引脚为 16 脚，与单片机的接线图如图 34 所示： 图 34 显示模块接线图 湖南科技大学本科生课程设计（论文） 8 、时间芯片模块 时钟芯片用来记录某个时刻采集到的电流值，采集信号时的时间也显示到1602 上。 时钟芯片与单片机的接线图如图 35 所示： 图 35 时间模块接线图 湖南科技大学本科生课程设计（论文） 9 四、电源电路详细介绍 、电源电路设计要求 （ 1）设计制作一个供本次实验设计可用的直流稳压电源。 （ 2）输入电压为 220V 时，电路有两个输出端，分别为 12V 和 5V。 、直流稳压电源设计思路 （ 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。 （ 2）。