數(shù)字直流微電流傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-19 22:46本頁面
【正文】 相同的變化。（2）從35mA以后，相對測量誤差在總體上呈現(xiàn)減小的趨勢，但在局部上會逐漸增大，然后迅速回落到某一較低誤差百分比值。，出現(xiàn)突然回落的點(diǎn)是由于該點(diǎn)處正脈沖寬度變化值與前一組電流時(shí)的變化值一致，而待測電流值隨組別不斷線性增大。同時(shí)，待測電流的相對測量誤差隨其真實(shí)值的增大而減小，這說明本文設(shè)計(jì)的微電流測量系統(tǒng)更適用于測量在80mA以上的微電流。可以預(yù)想的是，當(dāng)待測電流值達(dá)到120mA以上時(shí)，相對測量誤差將會十分小，測量效果會更理想。在做出了上述分析后，考慮到測量過程的線性性，若在所設(shè)計(jì)的測量系統(tǒng)中加入了一個(gè)直流電流放大模塊，用于以特定的倍數(shù)放大待測直流電流。如將20mA的待測電流放大至100mA，這時(shí)引起的鐵芯磁化波形中的正脈沖寬度變化更加明顯，最終測量誤差將更小，效果更好。這種改進(jìn)將產(chǎn)生一種更好的測量方案?？梢允褂肕OS電流鏡來實(shí)現(xiàn)待測電流的精確放大。電流鏡是模擬集成電路中最基本的單元電路之一,它是一種能將電路中某支路的參考電流在其它支路上得以復(fù)制的電路。由于電流鏡的電流復(fù)制能力,它常常被用來構(gòu)成模擬集成電路和器件中的直流偏置電流源,成為模擬集成電路中應(yīng)用最廣泛的電路技術(shù)之一。目前,在差分運(yùn)放電路及各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號處理電路中都得到廣泛應(yīng)用。 NMOS電流鏡，如果電流鏡中有多個(gè)輸出支路,則各支路的電流的比值就等于各NMOS晶體管的寬長比之比，這種基本電流鏡為幾何比例電流鏡。具體關(guān)系如下： 因此，當(dāng)待測電流從Ir處流入，從I1處流出進(jìn)入檢測電路。則根據(jù)上式，選取寬長比之比為4時(shí)，I1值為待測電流實(shí)際值的4倍。這樣，由線性性可知，檢測電路中鐵芯磁化波形的正脈沖寬度變化應(yīng)該變成待測電流直接接入時(shí)的4倍，更加便于觀察和測量，大大減小測量誤差。本文的預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可檢測0~100mA大小范圍內(nèi)直流電流的微電流傳感器及其測量系統(tǒng)，但由于誤差因素，在本文測量中考慮了0~185mA的電流范圍，雖然電流越小。直流微電流傳感器設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵部分是交流激磁振蕩電路，這部分電路的性能直接決定了測量系統(tǒng)的性能，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1) 首先保證振蕩器能正常振蕩，要選用翻轉(zhuǎn)速度足夠快的運(yùn)放。而且為了保證波形對稱性好，振蕩穩(wěn)定性好，運(yùn)放的失調(diào)和漂移也要盡量小。2) 任何互感器要降低誤差，都要盡量減小磁滯效應(yīng)的影響，磁環(huán)材料的磁滯回線面積要盡可能小，這就要求磁環(huán)的材料具有足夠高的磁導(dǎo)率和足夠軟的軟磁性。但是為了不使振蕩波形失真，還要求磁環(huán)材料有足夠大的線性范圍，不容易磁飽和。幅度大小既便于后面的測量，又不會因過大而使互感器磁環(huán)飽和。致謝在我從開題報(bào)告到攥寫論文的過程中，有很多人為我提供幫助，正是由于他們的無私，我才能比較順利地完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。首先要感謝王*老師，他在我整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中對我的指導(dǎo)、鼓勵(lì)和督促，讓我感受到了王老師對學(xué)生的關(guān)心和對研究要求的嚴(yán)格，從開題報(bào)告格式到PPT風(fēng)格，甚至是參考文獻(xiàn)格式，王老師都給出了很好的建議和嚴(yán)格要求。這一種學(xué)術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度讓我在畢設(shè)過程中始終本著十分認(rèn)真細(xì)致的態(tài)度。其次要感謝王**學(xué)長，他在我的整個(gè)研究過程中及時(shí)提供了大量必要的幫助。從討論設(shè)計(jì)方案，挑選閱讀文獻(xiàn)和翻譯文獻(xiàn)，到后來的幫忙檢查實(shí)際電路，指導(dǎo)我如何寫論文等等。王學(xué)長特別有耐心，在我搭建電路遇阻的時(shí)候，他花了大量時(shí)間和我一起調(diào)試電路，其嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的研究態(tài)度讓我印象深刻。我的室友和同學(xué)也給與了很多幫助，特別是沈文生同學(xué)，在我進(jìn)行單片機(jī)編程的過程中及時(shí)解答我的問題，給我的代碼設(shè)計(jì)提出了一些有用的建議。感謝評閱論文和出席本科畢業(yè)論文答辯委員會的諸位專家、教授在百忙中給予的悉心指導(dǎo)! 在我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中給予我?guī)椭娜颂?，在此一并衷心感謝你們！ *** 2015年5月27日于華中科技大學(xué)參考文獻(xiàn)：[1]李繼凡,羅遠(yuǎn)瑜,陶時(shí)澍, 1984.[2][J].電測與儀表,1978（2）：2026. [3]向小民,曾維魯, 報(bào),1998, 26(12): 6567.[4]胡志鋼, 鄭志品. 直流電流傳感器的研究[J]. 機(jī)電工程, 1999, 16(5): 4344.[5]曾維魯. 相位差式磁調(diào)制直流測量方法[J]. 電測與儀表, 1998, 35(8): 2427.[6]王衛(wèi)勛. 微電流檢測方法的研究 [D][D]. 西安: 西安理工大學(xué), 2007.[7]Zeliang X, Yingzong M, Feng D, et al. Type B RCD with a simplified magnetic modulation/demodulation method[C]//Power Electronics and Motion Control Conference, 2009. IPEMC39。09. IEEE 6th International. IEEE, 2009: 769772.[8]栗營利. 磁調(diào)制式直流電流比較儀的設(shè)計(jì)與研究[D]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué), 2014.[9]Sonoda T, Ueda R, Koga K. An ac and dc current sensor of high accuracy[J]. Industry Applications, IEEE Transactions on, 1992, 28(5): 10871094.[10]朱博楠. 智能直流小電流傳感器的研究[D]. 東北電力大學(xué), 2014.[11]ChengFa Cheng,RongSing Li, and JyueRu Chen，“Design of the DC Leakage Current Sensor with Magnetic ModulationBased Scheme,” IEEE International Symposium, , – 1058,2013. [12]P. Ripka。 。 , ., “Precise dc current sensors,” IEEEinstrumentation and measurement technology Conference Proceedings, pp. 14791483,June 1996. [13]Sonoda T, Ueda R, Koga K. An ac and dc current sensor of high accuracy[J]. Industry Applications, IEEE Transactions on, 1992, 28(5): 10871094.[14]Chen Y T, Lu C C, Sung G M, et al. Design and implementation of driving circuits for micro fluxgate sensors employing multipleharmonic characteristics[C]//Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (NEMS), 2011 IEEE International Conference on. IEEE, 2011: 10711074.[15][J]. 儀表技術(shù)與傳感器, 2009 (10): 911.[16]褚麗娜, 左先章, 王瑾. Multisim 在三角波發(fā)生電路教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 35(3): 111113.頁碼
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