大電流測(cè)量?jī)x的課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1、課程設(shè)計(jì)目的…………………………………………………………2 </p><p>　　2、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求………………………………………………22.1、設(shè)計(jì)內(nèi)容……………………………………………………………………2 </p>

2、<p>　　2.2、設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………………2</p><p>　　3、 設(shè)計(jì)方案……………………………………………………………2</p><p>　　3.1、設(shè)計(jì)思路……………………………………………………………………2</p><p>　　3.2、工作原理及硬件框圖………………………………………………………

3、3</p><p>　　3.3、硬件電路原理圖……………………………………………………………4</p><p>　　3.4、PCB版圖設(shè)計(jì)………………………………………………………………6</p><p>　　3.5 EWB仿真圖形…………………………………………………………………8</p><p>　　4、課程設(shè)計(jì)總結(jié)……………………………

4、…………………………9</p><p>　　5、參考文獻(xiàn)……………………………………………………………10</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1、掌握電子電路的一般設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程；</p><p>　　2、學(xué)習(xí)使用PROTEL軟件繪制電路原理圖及印刷板圖；</p>&

5、lt;p>　　3、掌握應(yīng)用EWB對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真，通過(guò)仿真結(jié)果驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)大電流測(cè)量?jī)x，具體要求如下：</p><p>　　1. 測(cè)量范圍為1

6、0A, 100A, 1000A</p><p><b>　　2．量程可自動(dòng)切換</b></p><p>　　3. 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p>　　4. 電路原理圖和印刷板圖</p><p>　　5. 仿真圖形和仿真結(jié)果</p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b>

7、</p><p>　　（1）．通過(guò)圖書(shū)館互聯(lián)網(wǎng)獲取資料；</p><p>　　（2）．學(xué)習(xí)了單片機(jī)的基本知識(shí)，知道了單片機(jī)有四個(gè)并口，P0，P1，P2，P3，并且簡(jiǎn)單了解了霍爾元件及其應(yīng)用，復(fù)習(xí)模擬電子技術(shù)一些知識(shí)，如，集成運(yùn)算放大電路的工作原理，通過(guò)自己所學(xué)知識(shí)將資料有效利用，獲得電路圖 ；</p><p>　?。? ）．學(xué)習(xí)EWB軟件，及protel軟件，將電路

8、圖進(jìn)行仿真，得到波形圖，及PCB板。</p><p><b>　　三．設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　（1）在元件的控制電流端通以電流I，并在片子平面的法線方向上，施以感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)，那么在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上（即霍爾輸出端之間）將產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)Vh（稱霍爾電

9、勢(shì)，也有稱霍爾電壓），其大小正比于電流強(qiáng)度I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積，這一現(xiàn)象就是常稱的霍爾效應(yīng)，霍爾元件就是基于這一效應(yīng)來(lái)工作的。</p><p>　　通電導(dǎo)線的周圍存在磁場(chǎng)，其磁場(chǎng)的強(qiáng)弱正比于導(dǎo)線中的電流，若將通以恒定控制電流的霍爾元件放在通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)中，則霍爾輸出電壓的大小就與導(dǎo)線中的、電流的大小成正比，通過(guò)控制磁場(chǎng)使大電流感應(yīng)出小電流，便于我們測(cè)量。</p><p>　?。?）由

10、A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，可以通過(guò)單片機(jī)的高低電平來(lái)控制量程的自動(dòng)切換。由于顯示器只能顯示模擬信號(hào)，所以需要D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)！選取定量程后，進(jìn)入下一個(gè)模塊，開(kāi)始電流的測(cè)量。</p><p>　?。?）電流的測(cè)量電路功能說(shuō)明參考圖二的原理圖說(shuō)明！</p><p>　　3.2基本原理圖及設(shè)計(jì)框圖</p><p><b>　　圖1

11、</b></p><p><b>　　基本原理圖說(shuō)明：</b></p><p>　　直流大電流測(cè)量電路原理如圖1所示，Ix為被測(cè)電流，R1為取樣電阻，將電流轉(zhuǎn)換成電壓，Ui=IxR1, </p><p>　　Uo=-R3Ui/R2=-R3R1Ix/R2,</p><p>　　I=Uo/[(Rp/2)+Rm

12、]=-R3R1Ix/{[(Rp/2)+Rm]R2}. I與Ix成正比，可實(shí)現(xiàn)線性電流測(cè)量.</p><p><b>　　圖2設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>　　3.3電流測(cè)量的硬件原理圖</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>

13、　　原理圖說(shuō)明：</b></p><p>　　選擇IC，PA，R4。</p><p>　　IC選擇F4250型集成運(yùn)放，它能在較低的電源電壓下工作，取電源電壓為+1.5V或-1.5V，飽合輸出電壓為+0。6V或-0。6V。該運(yùn)放具有外偏電路。</p><p>　　PA選用不100uA表頭，內(nèi)阻約為1K</p><p>　　R4為偏

14、置電阻，改變R4可以改變Ibi，同時(shí)器件參數(shù)也變化。因被測(cè)電流較大</p><p>　　R4=（Ucc-0.5）/Ibi,取Ibi等于0.1uA</p><p>　　則R4=(1.5-0.5)/(0.1*10e-6)=10M</p><p>　　（2）選擇RP1,RP2,RP3</p><p>　　(Rp/2)+Rm=|Uo|/I=0.3/(

15、100*10e-6)=3k</p><p>　　設(shè)Rm=1k, 則Rp=4k</p><p>　　取系列阻值為3.9k</p><p>　　即Rp1=Rp2=Rp3=3.9K</p><p>　　(3)選擇R1.1~R1.3,R2.1~R2.3,R3.1~R3.3</p><p><b>　　10A檔<

16、;/b></p><p>　　令Ui=0.3V, 則R1.1=Ui/Ix=0.3/10=0.03</p><p>　　R3.1=|Uo/Ui|R2.1=(0.3/0.3)*R2.1=R2.1,</p><p>　　令 R2.1=R3.1=30k</p><p><b>　　其余算法同上</b></p>

17、<p>　　3.4 PCB版圖設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、元器件清單：</b></p><p><b>　　:圖4</b></p><p><b>　　2、網(wǎng)絡(luò)表</b></p><p><b>　　圖5</b></p>

18、;<p><b>　　3.ＰＣＢ板圖：</b></p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　3.5 EWB仿真圖形</p><p><b>　　圖7</b></p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)心得體會(huì)</b></p&

19、gt;<p>　　通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)基于霍爾元件，單片機(jī)原理，A/D轉(zhuǎn)換器，以及模擬電子技術(shù)等知識(shí)，通過(guò)EWB軟件及protel軟件，選取741芯片，和其它必要元器件實(shí)現(xiàn)了對(duì)大電流的測(cè)量。 部分符合課題要求。</p><p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是通過(guò)解決一兩個(gè)實(shí)際問(wèn)題，鞏固和加深“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程中所學(xué)的理論知識(shí)和試驗(yàn)技能，基本掌握常用電子電路的一般設(shè)計(jì)方法，提

20、高電子電路的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)?zāi)芰?，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。</p><p>　　其主要內(nèi)容包括理論設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試及寫(xiě)出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告等。其中理論設(shè)計(jì)又包括選擇總體方案、設(shè)計(jì)單元電路、選擇元器件及計(jì)算參數(shù)等步驟，是課程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。安裝與調(diào)試是把理論付諸實(shí)踐的過(guò)程，通過(guò)安裝與調(diào)試，進(jìn)一步完善電路，使之達(dá)到課題所要求的性能指標(biāo)，使理論設(shè)計(jì)可以轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際產(chǎn)品。課程設(shè)計(jì)的最后要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告，把理論設(shè)計(jì)的

21、內(nèi)容、組裝調(diào)試的過(guò)程及性能指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行全面的總結(jié)，把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論的高度。</p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)我還學(xué)會(huì)了使用Protel軟件以及EWB軟件。 對(duì)EWB仿真軟件有了一定的了解和掌握。其次，對(duì)硬件電路的設(shè)計(jì)，調(diào)試和分析有了一定的了解和能力。同時(shí)也認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)者必須有廣泛的知識(shí)基礎(chǔ)，縝密的思路以及認(rèn)真地工作態(tài)度，這對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作都將起到不可忽視的作用。</p><p>

22、;　　把理論和實(shí)踐相結(jié)合，通過(guò)理論指導(dǎo)實(shí)踐，在實(shí)踐中理解理論，這是我們每個(gè)大學(xué)生都應(yīng)該做到的一點(diǎn)。</p><p><b>　　五、主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 童詩(shī)白．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)．北京：高等教育出版社，2002</p><p>　　2 張建華．?dāng)?shù)字電子技術(shù)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p><p

23、>　　3 陳汝全．電子技術(shù)常用器件應(yīng)用手冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　4 畢滿清．電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　5 潘永雄．電子線路CAD實(shí)用教程．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002</p><p>　　6 張亞華．電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析和輔助設(shè)計(jì)．北京：航空工業(yè)出版社，2004<