用于壓磁傳感器的精密程控恒流源設計

3 程控恒流源工作原理
整體電路的工作原理可由式(1)、式(2)說明：

式中：U基 為乘法器X1管腳的輸入電壓；U信號源 為乘法器Y1管腳輸入電壓的有效值；A乘法器 為乘法器增益；A放大電路 為功率放大電路和變壓器總的電壓增益；R傳感器為壓磁傳感器的等效阻值；I為傳感器的實時工作電流；i為電流互感器線圈匝數比的倒數；R采集 為電流互感器采集電阻阻值。
傳感器的初始阻值、U信號源、A乘法器、A放大電路、i和R采集 在硬件電路搭接完畢后為確定已知，因此當R傳感器 隨著測量的進行產生變化時，I也會隨之變化，所以只要通過反饋電路即時改變U基，即可達到傳感器恒流工作的目的。本設計通過單片機可計算得出所需的U基。具體計算過程如下：
先計算出傳感器即時工作電流：

然后根據工作電流求出變化后的傳感器阻值：

最后根據當前傳感器阻值求出使之在I設定 下工作需要的U基。I設定 為傳感器規定的工作電流。

4 程控恒流源的程序流程圖
程控恒流源的程序流程圖如圖3所示。

5 結語
綜上所述，該程控恒流源有如下優點：
(1)在程序代碼中，根據硬件電路設定相應計算參數后，即可通過程序精確控制，達到良好的恒流效果，從而滿足壓磁元件恒流工作的要求，并適用于各種阻抗類傳感器。當傳感器變更時，只需改變代碼中相應參數即可。
(2)盡量避免使用分立元件，多采用集成電路，克服了分立元件容易受到環境變化影響的缺點。
(3)A／D和D／A轉換芯片均采用16位精度，提高了恒流源的可靠性。
本設計利用反饋原理，使用現代集成電路代替分立元件，并加入代碼精確計算控制反饋輸出量，使得恒流源能達到很好的恒流效果。