CN209486536U - 一种温度传感器校验用恒流源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种温度传感器校验用恒流源，包括压控电流源电路、按键输入电路、液晶显示电路、D/A转换电路、A/D转换电路以及单片机；按键输入电路和单片机相连接，用于设置输出电流值的大小，并向单片机发送设置电流指令；D/A转换电路和单片机相连接，用于将单片机所接收到的电流指令转化为电压信号；压控电流源电路和D/A转换电路相连接，用于将D/A转换电路输出的电压信号转化为电流信号；A/D转换电路和压控电流源电路相连接，用于将压控电流源电路输出的电流信号转化为单片机中控制输出电流信号的指令；通过比较实时监测输出电流值和设定值的差值，从而不断修正输出电流值，使之恒定在设定电流值小，从而实现对恒流源的校验。
Description
技术领域
本实用新型涉及恒流源，具体涉及一种温度传感器校验用恒流源。
背景技术
现有的温度传感器在对其进行温升试验时现有恒流源无法进行校验，特别是MESSCO公司生产的ZT-F2.1新型温度传感器，由于其采用新的电路设计和工艺，因此每年大修该项试验均没有进行,目前市场上也没有针对该新型传感器校验仪器。温升试验是目前考察温度表计在测量运行中变压器绕组温度准确性的唯一手段，《电力行业标准》和《电力设备预防性试验规程》中均明确规定变压器测温装置应定期进行校验，且该型号温度传感器是目前各变压器厂家标配产品。
发明内容
在本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种温度传感器校验用恒流源，以在对温度传感器进行温升试验时对恒流源进行校验。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种温度传感器校验用恒流源，包括压控电流源电路、按键输入电路、液晶显示电路、D/A转换电路、A/D转换电路以及单片机；其中，
所述按键输入电路和所述单片机相连接，用于设置输出电流值的大小，并向单片机发送设置电流指令；
所述D/A转换电路和所述单片机相连接，用于将单片机所接收到的电流指令转化为电压信号；
所述压控电流源电路和所述D/A转换电路相连接，用于将D/A转换电路输出的电压信号转化为电流信号；
所述A/D转换电路和所述压控电流源电路相连接，用于将压控电流源电路输出的电流信号转化为所述单片机中控制输出电流信号的指令；
所述液晶显示电路和所述单片机相连接，用于显示所述压控电流源电路所输出电流的大小；
所述压控电流源电路运算放大器、三级管以及取样电阻；所述D/A转换电路输出端的模拟输出电压直接加到运算放大器同相输入端，运算放大器的输出端和取样电阻相连接，取样电阻的另一端和三级管的基极相连接。
所述单片机采用的是AT89C52单片机。
所述按键输入电路采用的是4×4矩阵键盘。
所述取样电阻采用的是康锰或锰铜丝。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：
本实施例提供的一种温度传感器校验用恒流源通过比较实时监测输出电流值和设定值的差值，从而不断修正输出电流值，使之恒定在设定电流值小，从而实现对恒流源的校验。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的温度传感器校验用恒流源的电路组成原理示意图；
图2为压控电流源电路的原理图；
图3为按键电路的原理图；
图4液晶显示电路连接图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。
实施例：
参阅图1所示，本实施例提供的温度传感器校验用恒流源包括压控电流源电路、按键输入电路、液晶显示电路、D/A转换电路、A/D转换电路以及单片机。
其中，该按键输入电路和所述单片机相连接，用于设置输出电流值的大小，并向单片机发送设置电流指令；该D/A转换电路和所述单片机相连接，用于将单片机所接收到的电流指令转化为电压信号；该压控电流源电路和所述D/A转换电路相连接，用于将D/A转换电路输出的电压信号转化为电流信号；该A/D转换电路和所述压控电流源电路相连接，用于将压控电流源电路输出的电流信号转化为所述单片机中控制输出电流信号的指令；该液晶显示电路和所述单片机相连接，用于显示所述压控电流源电路所输出电流的大小。
具体地，如图所示，该压控电流源电路主要由高精度运算放大器OP07、三极管TIP122和取样电阻R组成；该D/A转换电路输出端的模拟输出电压Ui直接加到运算放大器OP07同相输入端，运算放大器OP07的输出端和取样电阻R相连接，取样电阻R的另一端和三级管TIP122的基极相连接。通过改变输入端电压Ui的大小，三极管TIP122的基极电位也会随之改变，利用三极管的电流放大特性，可实现大电流的输出。
操作使用时，通过按键输入电路输入电流值的大小，当“确认”键按下时，输入电流值设置完毕，当前数值送入单片机，单片机处理完成后通过D/A输出模拟电压给压控电流源电路，此时流过取样电阻R的电流是所需输出的电流，取样电阻R两端的电压通过A/D转换电路发送到单片机中处理，单片机处理完毕后将输出电流值发送到液晶显示电路中显示。通过比较实时监测输出电流值和设定值的差值，从而不断修正输出电流值，使之恒定在设定电流值小，从而实现对恒流源的校验。
具体地，三极管TIP122的基极，集电极，发射极之间的电流关系满足下列式(1)、(2)：
Ic＝βIb (1)
Ie＝Ib+Ic (2)
由于β值很大，则Ic≈Ie。即改变TIP122三极管基极B管脚的电位可改变发射极E管脚的电流。E管脚与地之间接一个取样电阻(阻值大小为1Ω)，并把E管脚与OP07反相输入端相连，可将取样电阻的电压反馈到OP07的反相输入端。该电路构成了典型的电压串联负反馈，当通过三极管TIP122的集电极C和发射极E的电流增大时，取样电阻上的电压会升高，ΔU减小，基极电位降低，从而使集电极和发射极电流降低。当集电极和发射极电流减小时，取样电阻上的电压降低，ΔU增大，基极电位升高，从而使集电极和发射极的电流增大。当ΔU为0或发射极电流不变时，该恒流源电路起到了稳流的效果。同时由于集成运放的开环增益很大，所以该电路为深度负反馈，即输入电压Ui与取样电阻R上的反馈电压Uf相等。可由式(3)得:
由式(3)可知，输出电流I0只取决于DA转化器的输出电压Ui和取样电阻R的大小，与负载RL无关。当负载RL在一定范围内变化时，输出电流I0恒定不变，因此该电路具有恒流的特点。实际设计电路时，为了使输出电流更加稳定，在OP07和TIP122之间加入RC滤波。此外，由于最大输出电流为2000mA，应采用大功率且温度系数小的取样电阻。因精度要求较高，故采用康锰或锰铜丝作为取样电阻R。
具体地，在本实施例中，单片机采用的是AT89C52单片机。
如图3所示，本实施例采用4×4独立矩阵键盘，采用按键中断控制方式。当有按键按下时，P3.2口引脚触发，进入按键中断模式。当“设置”按键按下时，进入到电流值设置模式，同时液晶显示器LM016L的光标清除；“0～9”按键的功能是设置输入电流的大小；按键“+”和按键“-”每动作一次，电流值加或减1mA，控制范围为20～2000mA；“取消”按键的功能是删除当前按键值，可重新输入；“恢复”按键的功能是读取上次电流值的大小，并在液晶屏中显示；当“确认”键按下时，将设置的电流值送入AT89C52单片机中。
在本实施例中，液晶显示电路主要采用的是LM016L液晶显示屏，接线方式如图4所示。LM016L的数据线D0-D7分别与单片机的P0.0-P0.7口相连，LM016L的RS端口与单片机的P2.4口相连，E端口与单片机的P2.5端口相连，RW端口接地。
该D/A转换电路主要采用的是12位的AD5320的D/A转换器，其转化频率可达30MHz，使用的是三线串行接口(DIN，SCLK和分别与单片机的P1.5、P1.4和P1.3相连)。假设输入电流值为x时对应的数字量为y，采用12位D/A转化器的最大控制字为4095，为计算方便，设满量程2000mA对应的最大数字量为4000，则其比例关系如式(4)所示。
根据式(4)可得，发送给AD5320的数字量y＝2x,可达到的输出最小步进值为0.5mA，即数值量y每变化1个单位，电流变化0.5mA，满足1mA的步进值的要求。AD5320输出为电压信号，该电压可作为压控电流源电路的输入电压。
该A/D转化电路主要采用8引脚封装的低功耗、12位模数、低功耗的MAX1241模数转化器，参考电压为2.5V。MAX1241与微机接口的实现有两种选择，一是使用普通端口，利用程序实现串行输入。另一种则是直接使用串行口。本设计采用的是前者，其中SCLK、DOUT分别与单片机的P1.0～P1.2口相连。
上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种温度传感器校验用恒流源，其特征在于，包括压控电流源电路、按键输入电路、液晶显示电路、D/A转换电路、A/D转换电路以及单片机；其中，
所述按键输入电路和所述单片机相连接，用于设置输出电流值的大小，并向单片机发送设置电流指令；
所述D/A转换电路和所述单片机相连接，用于将单片机所接收到的电流指令转化为电压信号；
所述压控电流源电路和所述D/A转换电路相连接，用于将D/A转换电路输出的电压信号转化为电流信号；
所述A/D转换电路和所述压控电流源电路相连接，用于将压控电流源电路输出的电流信号转化为所述单片机中控制输出电流信号的指令；
所述液晶显示电路和所述单片机相连接，用于显示所述压控电流源电路所输出电流的大小；
所述压控电流源电路包括运算放大器、三级管以及取样电阻；所述D/A转换电路输出端的输出电压信号直接加到运算放大器的同相输入端，运算放大器的输出端和取样电阻相连接，取样电阻的另一端和三级管的基极相连接。
2.如权利要求1所述的温度传感器校验用恒流源，其特征在于，所述单片机采用的是AT89C52单片机。
3.如权利要求1所述的温度传感器校验用恒流源，其特征在于，所述按键输入电路采用的是4×4矩阵键盘。
4.如权利要求1所述的温度传感器校验用恒流源，其特征在于，所述取样电阻采用的是康锰或锰铜丝。
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| CN201920283953.1U CN209486536U (zh) | 2019-03-06 | 2019-03-06 | 一种温度传感器校验用恒流源 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112835406A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-05-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种恒流源电路及其驱动方法、电流控制装置 |
| CN113805030A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-17 | 桂林航天工业学院 | 一种基于单片机的晶体管参数智能检测系统 |
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