一種基于霍爾傳感器的電源檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實(shí)用新型涉及一種基于霍爾傳感器的電源檢測系統(tǒng)，用于實(shí)時監(jiān)控被測儀表的用電狀況。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的電壓、電流測量中，較多采用互感器和分流器等方式，我們知道電壓互感器只適用于50Hz的工頻測量，而分流器必須從回路中取得部分電流，無法與被測回路隔離。本設(shè)計中采用霍爾傳感器進(jìn)行測量，而霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器，它綜合了互感器和分流器和優(yōu)點(diǎn)，同時又克服了的不足之處。采用霍爾電壓傳感器和電流傳感器具有較好的測量精度，測量過程與被測的慣性儀表主供電回路完全隔離，并可實(shí)現(xiàn)對主供電回路進(jìn)行電壓，電流狀態(tài)實(shí)時精確的檢測功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的狀況，本實(shí)用新型涉及一種基于霍爾傳感器的電源檢測系統(tǒng)，目的是被測供電回路進(jìn)行非侵入的隔離測量，獲得精確的電壓、電流檢測數(shù)據(jù)。
[0004]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采用的技術(shù)方案是:一種基于霍爾傳感器的電源檢測系統(tǒng)，包括被測儀表1、被測儀表I1、被測儀表n，還包括微控制器、基準(zhǔn)電壓源電路、電壓轉(zhuǎn)換芯片1、電壓轉(zhuǎn)換芯片I1、LED顯示屏、電壓和電流傳感器1、電壓和電流傳感器I1、電壓和電流傳感器n，微控制器分別與基準(zhǔn)電壓源電路、電壓轉(zhuǎn)換芯片1、LED顯示屏、電壓電流傳感器1、電壓電流傳感器I1、電壓電流傳感器η連接，電壓轉(zhuǎn)換芯片II與電壓轉(zhuǎn)換芯片I連接，被測儀表1、被測儀表I1、被測儀表η對應(yīng)于電壓和電流傳感器1、電壓和電流傳感器11、電壓和電流傳感器η連接。
[0005]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0006]( I)本系統(tǒng)采用霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器，實(shí)現(xiàn)了在測量系統(tǒng)中，實(shí)時監(jiān)控被測儀表的用電狀況。該監(jiān)控系統(tǒng)具有多個通道，可以同時精確監(jiān)控多個儀表的電壓值和電流值。
[0007](2)系統(tǒng)采用霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器，即利用霍爾效應(yīng)進(jìn)行測量，監(jiān)控電路與被測儀表的主供電回路完全隔離，所以對被測儀表的工作狀態(tài)不會帶來任何影響。該系統(tǒng)方案可被廣泛應(yīng)用于需進(jìn)行非侵入式高精度電壓、電流監(jiān)控的環(huán)境，具有應(yīng)用推廣價值。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)連接框圖；
[0009]圖2為本實(shí)用新型的系統(tǒng)檢測流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1、2所示，一種基于霍爾傳感器的電源檢測系統(tǒng)，包括被測儀表1、被測儀表I1、被測儀表n，還包括微控制器、基準(zhǔn)電壓源電路、電壓轉(zhuǎn)換芯片1、電壓轉(zhuǎn)換芯片I1、LED顯示屏、電壓和電流傳感器1、電壓和電流傳感器I1、電壓和電流傳感器n，微控制器分別與基準(zhǔn)電壓源電路、電壓轉(zhuǎn)換芯片1、LED顯示屏、電壓電流傳感器1、電壓電流傳感器I1、電壓電流傳感器η連接，電壓轉(zhuǎn)換芯片II與電壓轉(zhuǎn)換芯片I連接，被測儀表1、被測儀表I1、被測儀表η對應(yīng)于電壓和電流傳感器1、電壓和電流傳感器I1、電壓和電流傳感器η連接。
[0011]在對儀表進(jìn)行測試的過程中，經(jīng)常采用自動測試系統(tǒng)。自動測試系統(tǒng)主機(jī)控制測試平臺的動作，接收被測儀表的測量數(shù)據(jù)，進(jìn)行測試結(jié)果的解算。在測試過程中，除了需要考察被測儀表的輸出精度外，還需要實(shí)時檢測被測儀表的功耗情況，也就是實(shí)時檢測處于工作狀態(tài)中的儀表的電壓、電流值，這就“基于霍爾傳感器的電源檢測系統(tǒng)”的作用。如果被測儀表的電壓、電流值超過了預(yù)期范圍，就要立即斷電進(jìn)行故障檢驗。
[0012]在被測儀表測試過程中，需要監(jiān)控被測儀表的用電狀態(tài)，為了不影響被測儀表的正常工作狀態(tài)，在電壓，電流實(shí)時測量方式上，采用了霍爾傳感器，通過微控制器進(jìn)行信號采樣，進(jìn)行非侵入式的隔離測量進(jìn)行電源檢測。該電源監(jiān)控系統(tǒng)作為儀表測試系統(tǒng)中的子系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對多路供電狀態(tài)同時監(jiān)控，實(shí)時進(jìn)行電壓、電流狀態(tài)采集，既可以在板載的LCD屏幕上進(jìn)行信息顯示，又可以根據(jù)測試系統(tǒng)主機(jī)的控制指令將電源狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至測試系統(tǒng)主機(jī)，在系統(tǒng)主控屏幕上進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。
[0013]在電源測量領(lǐng)域中常用的霍爾傳感器包括霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器兩大類。正好滿足了同時監(jiān)控電壓和電流的功能需要?；魻栯妷簜鞲衅骱碗娏鱾鞲衅骶哂休^好的性能，測量過程與被測的慣性儀表主供電回路完全隔離，并可實(shí)現(xiàn)對主供電回路進(jìn)行電壓，電流狀態(tài)實(shí)時、精確的檢測功能?；魻杺鞲衅骶C合了互感器和分流器和優(yōu)點(diǎn)，同時又克服了采用互感器和分流器的不足之處。
[0014]由于該電源監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對多路供電狀態(tài)同時監(jiān)控的功能，包含多個電壓通道和多個電流采樣通道，并且需要進(jìn)行實(shí)時運(yùn)算和顯示電源狀態(tài)，系統(tǒng)中微控制器選用Silicon Labs公司的C8051F020作為主控制器。
[0015]該監(jiān)控系統(tǒng)供電與被測的儀表主供電相互隔離需要單獨(dú)一路直流供電。為使系統(tǒng)具有較好的電壓適應(yīng)范圍，系統(tǒng)的供電采用了寬電壓輸入的DC-DC模塊XR25/12T05-15，可以接受9?36V的寬電壓輸入，具有較好的適應(yīng)性，輸出可以提供±15V電壓，保證霍爾傳感器正常工作。為了給C8051F020微控制器供電，由+15V處，采用兩級LD0，分別是LM2575電壓轉(zhuǎn)換芯片I和ASl117-3.3電壓轉(zhuǎn)換芯片II提供3.3V電壓提供給C8051F020使用。
[0016]系統(tǒng)中AD采樣部分，基準(zhǔn)電壓的精度直接影響測量結(jié)果的精度。所以為了保證ADC的精度，C8051R)20系統(tǒng)中基準(zhǔn)電壓源電路采用了 AD公司的專用芯片REF193作為外部基準(zhǔn)源提供3V的電壓基準(zhǔn)，從而保證了系統(tǒng)的測量精度。
【主權(quán)項】
1.一種基于霍爾傳感器的電源檢測系統(tǒng)，包括被測儀表1、被測儀表I1、被測儀表n，還包括微控制器、基準(zhǔn)電壓源電路、電壓轉(zhuǎn)換芯片1、電壓轉(zhuǎn)換芯片I1、LED顯示屏、電壓和電流傳感器1、電壓和電流傳感器I1、電壓和電流傳感器n，微控制器分別與基準(zhǔn)電壓源電路、電壓轉(zhuǎn)換芯片1、LED顯示屏、電壓電流傳感器1、電壓電流傳感器I1、電壓電流傳感器η連接，電壓轉(zhuǎn)換芯片II與電壓轉(zhuǎn)換芯片I連接，被測儀表1、被測儀表I1、被測儀表η對應(yīng)于電壓和電流傳感器1、電壓和電流傳感器11、電壓和電流傳感器η連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于霍爾傳感器的電源檢測系統(tǒng)，微控制器分別與基準(zhǔn)電壓源電路、電壓轉(zhuǎn)換芯片I、LED顯示屏、電壓電流傳感器I、電壓電流傳感器II、電壓電流傳感器n連接，電壓轉(zhuǎn)換芯片II與電壓轉(zhuǎn)換芯片I連接，被測儀表I、被測儀表II、被測儀表n對應(yīng)于電壓和電流傳感器I、電壓和電流傳感器II、電壓和電流傳感器n連接。有益效果是：采用霍爾電壓傳感器和霍爾電流傳感器，實(shí)現(xiàn)了在測量系統(tǒng)中，實(shí)時監(jiān)控被測儀表的用電狀況。利用霍爾效應(yīng)進(jìn)行測量，監(jiān)控電路與被測儀表的主供電回路完全隔離，所以對被測儀表的工作狀態(tài)不會帶來任何影響。該系統(tǒng)方案可被廣泛應(yīng)用于需進(jìn)行非侵入式高精度電壓、電流監(jiān)控的環(huán)境，具有應(yīng)用推廣價值。
【IPC分類】G01R15-20, G01R19-00
【公開號】CN204302353
【申請?zhí)枴緾N201420777225
【發(fā)明人】郝彬, 張柏霖
【申請人】天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月11日