電流、電壓傳感器用單電源電路的製作方法
2024-01-25 07:32:15
專利名稱：電流、電壓傳感器用單電源電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電流、電壓傳感器用單電源電路。
背景技術：
目前，國外傳感器電路中的單電源工作電路採用專用線性磁敏集成電路，加少量外圍無源器件組成，其磁敏集成電路安裝很不方便，需要安裝在柔性印製板上，工藝複雜、成本高。
發明內容
本實用新型的目的是針對現有的存在的不足之處，提供一種安裝方便，工藝簡單，成本低的電流、電壓傳感器用單電源電路。
本實用新型的目的是通過以下措施來實現的一種電流、電壓傳感器用單電源電路，其特徵在於單電源電路由四埠磁敏元件H，運放IC1、IC2，電阻R1-R13，電容C1-C3，線圈磁芯組件中的線圈L，可變電壓基準DW、二極體D1-D2組成，四埠磁敏元件H的輸入端通電阻R1和R2接電源，四埠磁敏元件H的輸出端通過電阻R6、R7接運放IC1的輸入端，四埠磁敏元件H的兩輸入端分別與電阻R3、R4的一端相連，電阻R3、R4的另一端相連後同時與電阻R5一端相連，電阻R5另一端接運放IC7的反相輸入端，電阻R3、R4、R5構成調零電路，運放IC1的輸入輸出之間接有由電阻R8、電容C1串接形成的比例積分負反饋支路，運放IC1的輸出和運放IC2的反相輸入之間接線圈磁芯組件中的線圈L，運放IC2的同相輸入端接有由可變電壓基準DW、電阻R10、R11構成的可變電壓基準調節電路，運放IC2的同相輸入端同時通過電阻R9接電源正極，運放IC2的反相輸入端和其輸出端之間接有電阻Rx，運放IC2的輸出接由電阻R12、R13和電容C3組成的T型網絡，單電源電路的輸出從電阻R13的一端和電源負極引出，作為傳感器的輸出信號。
本實用新型的優點1、本實用新型採用四埠磁敏元件作磁電路轉換元件，用閉環(磁平衡)原理製作電流、電壓傳感器；2、本實用新型利用元件自身壓降在放大器輸入端進行加減法調零，對元件零點漂移進行一定補償；3、本實用新型利用高電流寬帶運算放大器作磁信號放大、線圈驅動、實現電流對電壓(I/V)變換，外圍元器件數量很少，調整方便；
4、本實用新型的可變電壓基準，可產生出不同零點電壓、工作電流電壓的電流電壓傳感器；5、本實用新型採用多個電阻並聯的取樣電阻，既降低成本，又減少誤差；6、本實用新型輸出端的「T」網絡，既可提高傳感器抗幹擾能力，又能對傳感器輸出進行短路保護。
7、本實用新型可方便地安裝在普通印製板上，工藝大大簡化，成本大大降低，成品率高；8、本實用新型具有緊湊的印刷線路板布局。
圖1為本實用新型的電原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述如圖1所示，本實用新型的電流、電壓傳感器用單電源電路，該單電源電路由四埠磁敏元件H(其型號為HW302B)，運放IC1、IC2，電阻R1-R13，電容C1-C3，電流傳感器的線圈磁芯組件中的線圈L，可變電壓基準DW(其型號為TL431)、二極體D1-D2組成，四埠磁敏元件H的輸入端通電阻R1和R2接電源，四埠磁敏元件H安裝在線圈磁芯組件中磁芯的氣隙中間位置，四埠磁敏元件H的輸出端通過電阻R6、R7接運放IC1的輸入端，四埠磁敏元件H的兩輸入端分別與電阻R3、R4的一端相連，電阻R3、R4的另一端相連後同時與電阻R5一端相連，電阻R5另一端接運放IC7的反相輸入端，電阻R3、R4、R5構成調零電路，也可以由R3、R5或R4、R5分別構成調零電路，它利用四埠磁敏元件H的自身壓降在放大IC1的輸入端進行加減法調零，對四埠磁敏元件H的零點漂移進行補償，運放IC1的輸入輸出之間接有由電阻R8、電容C1串接形成的比例積分負反饋支路，運放IC1的輸出和運放IC2的反相輸入之間接線圈磁芯組件中的線圈L，二極體D1、D2反向串接後接電源，其連接點與運放IC1的輸出相連，它用來保護運放IC1。
運放IC2的同相輸入端接有由可變電壓基準DW、電阻R10、R11構成的可變電壓基準調節電路，運放IC2的同相輸入端同時通過電阻R9接電源正極，運放IC2的反相輸入端和其輸出端之間接有電阻Rx，電阻Rx可以是一隻高精度精密電阻，也可以是中等精度電阻多個並聯，用於調節傳感器的輸出電壓大小。運放IC2的輸出接由電阻R12、R13和電容C3組成的T型網絡，單電源電路的輸出從電阻R13的一端和電源負極引出，作為傳感器輸出信號。
本實用新型的電流、電壓傳感器用單電源電路工作原理本實用新型中電流、電壓傳感器的線圈磁芯組件將輸入的電流信號轉換成磁信號，由放在線圈磁芯組件中磁芯氣隙中心位置的四埠磁敏元件H感應成電壓信號送至運放IC1進行放大，運放IC1將放大後直接驅動電感L，在電感L上產生與傳感器輸入電流成線性比例的感應電流，該感應電流在線圈磁性組件的磁芯氣隙中產生的磁感應強度與傳感器輸入電流產生的磁感應強度方向相反，並達到動態平衡。運放IC2再將上述感應電流轉換成傳感器輸出電壓信號，該輸出電壓信號與傳感器輸入電流成線性比例。傳感器的零點電壓大小就是可變電壓基準電路的基準電壓大小，傳感器的輸出電壓以該基準電壓為中心，進行上下等量變化，直至接近電源電壓值時，趨於飽和。
權利要求1.一種電流、電壓傳感器用單電源電路，其特徵在於單電源電路由四埠磁敏元件H，運放IC1、IC2，電阻R1-R13，電容C1-C3，線圈磁芯組件中的線圈L，可變電壓基準DW、二極體D1-D2組成，四埠磁敏元件H的輸入端通電阻R1和R2接電源，四埠磁敏元件H的輸出端通過電阻R6、R7接運放IC1的輸入端，四埠磁敏元件H的兩輸入端分別與電阻R3、R4的一端相連，電阻R3、R4的另一端相連後同時與電阻R5一端相連，電阻R5另一端接運放IC7的反相輸入端，電阻R3、R4、R5構成調零電路，運放IC1的輸入輸出之間接有由電阻R8、電容C1串接形成的比例積分負反饋支路，運放IC1的輸出和運放IC2的反相輸入之間接線圈磁芯組件中的線圈L，運放IC2的同相輸入端接有由可變電壓基準DW、電阻R10、R11構成的可變電壓基準調節電路，運放IC2的同相輸入端同時通過電阻R9接電源正極，運放IC2的反相輸入端和其輸出端之間接有電阻Rx，運放IC2的輸出接由電阻R12、R13和電容C3組成的T型網絡，單電源電路的輸出從電阻R13的一端和電源負極引出，作為傳感器的輸出信號。
2.根據權利要求1所述的電路，其特徵在於所述調零電路或由電阻R3、R5構成或由電阻R4、R5構成。
3.根據權利要求1所述的電路，其特徵在於在電源兩端接有反向串接的二極體D1、D2，二極體D1、D2的連接點與運放IC1的輸出相連。
4.根據權利要求1所述的電路，其特徵在於所述電阻Rx或採用一隻高精度精密電阻，或採用多個中等精度電阻並聯構成。
專利摘要本實用新型提供一種安裝方便，工藝簡單，成本低的電流、電壓傳感器用單電源電路。該電流、電壓傳感器用單電源電路由四埠磁敏元件H，運放IC1、IC2，電阻R1－R13，電容C1－C3，線圈磁芯組件中的線圈L，可變電壓基準DW、二極體D1－D2等組成。本實用新型具有緊湊的印刷線路板布局，可方便地安裝在普通印製板上，工藝大大簡化，成本大大降低，成品率高。
文檔編號G01R19/00GK2689241SQ20042002658
公開日2005年3月30日 申請日期2004年4月26日 優先權日2004年4月26日
發明者鄒高芝 申請人:鄒高芝