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(參考版)
2025-06-22 22:46本頁面
【正文】 , ., “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。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。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。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。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。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)。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。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。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。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。 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。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?？梢允褂肕OS電流鏡來實(shí)現(xiàn)待測電流的精確放大。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?？梢灶A(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。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。 測量相對誤差圖示：（1）在待測電流值十分小，不超過30mA時(shí)，測量誤差值變化劇烈，有連續(xù)五個(gè)測量值的誤差恒定在30%附近的同一值，這說明在這個(gè)極小電流范圍內(nèi)，測量誤差十分大，但其線性度較好，在該區(qū)間上，電流值每增大5mA,均會引起正脈沖寬度發(fā)生相同的變化。本章先驗(yàn)證了所實(shí)現(xiàn)的電路是否符合要求，檢測了各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)波形及其變化是否與理論分析一致，然后按設(shè)計(jì)要求對待測電流進(jìn)行了檢測驗(yàn)證，繪圖并簡要分析了分析所得數(shù)據(jù)，并由測量結(jié)果計(jì)算出待測電流值。三角波電壓幅值大小為：Vs=；周期為：T=；三角波電路中使用的可調(diào)電阻阻值為：Rs=；三角波電流幅值大小Im為：Im=；環(huán)形鐵心的W1，W2繞組匝數(shù)分別為：W1=1，W2=50；（W1=1是由于待測電流所在導(dǎo)線只是穿過了環(huán)形鐵心，沒有在上面繞組）按照推出的待測電流表達(dá)式，將各數(shù)據(jù)代入后計(jì)算得出待測電流的測算值。在測量過程中，由于電路本身的穩(wěn)定性。將B點(diǎn)位置值與待測電流值一一對應(yīng)在坐標(biāo)軸上繪點(diǎn)，圖形如下： 測量結(jié)果B點(diǎn)位置繪圖 正脈沖寬度隨待測電流值的變化圖，基本上呈現(xiàn)簡單的線性關(guān)系。但在部分點(diǎn)處，正脈沖寬度變化與其上一組相同。待測電流（ms）A點(diǎn)位置（ms）B點(diǎn)位置（ms）C點(diǎn)位置（ms）待測電流大小A點(diǎn)位置（ms）B點(diǎn)位置（ms）C點(diǎn)位置（ms）0095050100010010501501100200115025012003001250350130040013504501400500145055015006001550650160070016507501700800175085018009001850 測量數(shù)據(jù)從表格中可以看出，測量過程中改變待測電流值大小，示波器上首個(gè)脈沖的始末位置不變，待測電流引入的磁場變化反映在正脈沖寬度變化。，每隔5ms時(shí)間間隔，本文測量了從0mA到185mA范圍內(nèi)的直流電流值對應(yīng)的波形數(shù)據(jù)。由于測量光標(biāo)固定，需要旋動水平平移旋鈕使波形跳變沿與測量光標(biāo)重合，由示波器右上角CurA=，如果移動波形,。 待測電流為零時(shí)的輸出波形 待測電流為50mA時(shí)的輸出波形 頻率檔衰減后的輸出波形a 頻率檔衰減后的輸出波形b，先將示波器上頻率衰減旋鈕旋至合適位置，使得波形較寬，再將水平和豎直平移旋鈕旋至合適位置，便于觀察。在本文設(shè)計(jì)的電路中，最終的輸出波形是矩形脈沖波，這樣方便手動調(diào)節(jié)光標(biāo)讀數(shù)，但不能直接反映負(fù)脈沖序列的移動信息。測量時(shí)先將待測電流值調(diào)至
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