Способ измерения тока на основе эффекта Холла

Эффект Холла заключается в появлении напряжения на концах полоски проводника, помещенного перпендикулярно силовым линиям магнитного поля (рис. 4.30).            

Рис. 4.30. Возникновение ЭДС Холла.

 

Полярность напряжения на концах полоски проводника определяется направлением силы Лоренса. В линейных датчиках Холла выходное напряжение пропорционально приложенному магнитному полю. Существуют две основные разновидности датчиков Холла – разомкнутого и замкнутого типа. Схематическое представление данных разновидностей представлено на рис. 4.31 и рис. 4.32.

Рис. 4.31. Датчик Холла разомкнутого типа.

Рис. 4.32. Датчик Холла замкнутого типа.

 

Iизм – ток в первичной цепи, Iэт – эталонный источник тока, Uвых – выходное напряжение усилителя, пропорциональное току в первичной цепи.

 

Применение датчиков тока и напряжения в автоматизированных системах контроля и управления

Измерение напряжения

Датчики измерения постоянного и переменного напряжения (преобразователи измерительные) предназначены для измерения постоянного и переменного напряжения в широком диапазоне. Датчики напряжения обеспечивают гальваническую развязку от измеряемой цепи.

Схема измерения напряжения бортовой сети Uбс объекта контроля с использованием датчика напряжения (ДН) приведена на рис. 4.33.

Рис. 4.33. Схема измерения напряжения Uпит

        

Расчет Uбс осуществляется по формуле:

где

R 1 = 2, 55 кОм – токозадающий резистор,

R2 = 75 Ом – сопротивление нагрузки датчика напряжения,

Iвх.ном. = 0, 01 А – номинальный входной ток датчика напряжения,

Iвых.ном. = 0, 04 А – номинальный выходной ток датчика напряжения.

 

Измерение тока

Датчики тока предназначены для измерения постоянного или переменного токов с гальванической развязкой силовой цепи и цепей контроля.

Схема измерения тока потребления I объекта контроля с использованием датчика тока (ДТ) приведена на рис. 4.34.

Рис. 4.34. Схема измерения тока потребления I

 

 

Расчет I осуществляется по формуле:

где

R1 = 50, 5 Ом – сопротивление нагрузки датчика тока,

Iвх.ном. = 100 А – номинальный входной ток датчика,

Iвых.ном. = 0, 05 А – номинальный выходной ток датчика.

 

Для измерения малых токов (I < 0, 1 А) целесообразно использовать закон полного тока:

 

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему стенда УМС-1 в соответствии с рисунком 3.1.

2. Разработать алгоритм измерения напряжения Uбс  бортовой сети и тока потребления I объекта контроля с выводом результатов на ЖК-индикатор в соответствии с вариантом задания (см. подраздел 4.5.4).

При циклическом измерении напряжения Uбс – непрерывно обновлять результат измерения на ЖКИ.

В случае попадания результата измерения напряжения Uбс в заданный диапазон:

- сформировать информационный пакет;

- вывести сообщение на ЖК-индикатор с указанием диапазона;

- остановить циклические измерения

- вернуть МК в режим ожидания управляющего пакета.

Функциональная схема измерения напряжения и тока в УМС-1 приведена на рис.4.35.

 

 

Рис. 4.35. Функциональная схема измерения напряжения и тока

3. Подключить жгут К3-ДН к Модулю МК в соответствии с рис.4.35

4. Включить Персональный компьютер.

5. Включить Источник питания.

6. Включить Модуль МК.

7. В соответствии с разделом 2 в ИСР CodeVisionAVR на базе проекта Lab_05 написать программу, реализующую требуемый алгоритм (см. п.2), и скомпилировать ее.

8. Загрузить полученную прошивку в микроконтроллер УМС-1, как показано в разделе 3.

9. Запротоколировать полученные результаты.

10. Выключить Модуль МК.

11. Выключить Источник питания.

12. Завершить работу Персонального компьютера.

Варианты заданий

Вариант	Управляющий пакет 1) (1 слово данных)	Информационный пакет 2) (1 слово данных)	Диапазон напряжений
1	0x01 – однократное измерение тока I 0xA0 – циклическое измерение напряжения Uбс	Результат измерения тока	5 < Uбс < 15
2	0x02 – однократное измерение тока I 0xB0 – циклическое измерение напряжения Uбс		15 < Uбс < 25
3	0x03 – однократное измерение тока I 0xC0 – циклическое измерение напряжения Uбс		25 < Uбс < 30
4	0x04 – однократное измерение тока I 0xD0 – циклическое измерение напряжения Uбс		5 < Uбс < 15
5	0x05 – однократное измерение тока I 0xE0 – циклическое измерение напряжения Uбс		15 < Uбс < 25

 

¹⁾ Управляющий пакет содержит 1 слово данных.

Управляющий пакет формируется Блоком системным с использованием терминала среды разработки и отладки ПО CodeVisionAVR (см. раздел 2).

Модуль МК должен обеспечивать прием и обработку управляющего пакета, а также вывод его на ЖК-индикатор.

 

²⁾  Информационный пакет должен формироваться Модулем МК только в случае попадания результата измерения напряжения Uбс в заданный диапазон.

Информационный пакет должен содержать 1 слово данных – целую часть результата измерения напряжения Uбс.

После передачи информационного пакета циклические измерения должны быть остановлены.

Прием информационного пакета осуществляется Блоком системным с использованием терминала среды разработки и отладки ПО CodeVisionAVR (см. раздел 2).

 

 

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: