大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于单片机测量交流电流电路图的问题,于是小编就整理了3个相关介绍单片机测量交流电流电路图的解答,让我们一起看看吧。
如何通过单片机读取电路中的电压、电流信号,并将这些数据传输到电脑中?
通过单片机上的A/D模数转换功能,获取测量点的电压电流值,然后再通过串口方式与电脑进行数据传输,原理就比较简单,但做起来就麻烦些了; 至于如何采集电压、电流,方法有很多,得看具体需求了;
怎么使用万用表测交流电流?
用万能表测电流比较麻烦,测电流必须串联万能表才能测出来,万用表应与被测电路串联。应将电路相应部分断开后,将万用表表笔接在断点的两端。红表笔应接在和电源正极相连的断点,黑表笔接在和电源负极相连的断点,如果想快速测电流还是用钳表
用万用表测量交流电流,方法非常简单。这里以现在常用的数字万用表为例,介绍一下如何用万用表测量交流电流。
上图所示分别为数字万用表直流电流档和交流电流档。在测量交流电流时,应将万用表调至交流电流档,将黑表笔插入COM插孔,然后视被测电流的大小,将红表笔插入200mA插孔或20A插孔。在测量200mA以下的电流时,应将红表笔插入200mA插孔,以获得较高的分辨率,测量200mA以上的电流时,应将红表笔插入20A插孔。
在测量电流时,需要注意的是,200mA电流档的最大输入电流为200mA,被测电流超过此值,很容易将万用表内部电流档的0.5A保险丝烧断。20A档的最大输入电流为20A,并且这个20A电流档没有保险丝,最大输入电流不宜超过20A,否则很容易损坏20A电流档的分流电阻。
上图所示为某型号数字万用表直流电流档的电路原理图(交流电流档只是在这些分流电阻后面再加个AC-DC转换电路)。图中的FU即为200mA档的保险丝,这个保险丝大都是0.5A的(图中标的为0.2A,应该有误)。那个0.01欧的锰铜丝电阻即为20A电流档的分流电阻,从图中可见,20A电流档没有保险丝,故在测量大电流时,被测电流不宜超过20A,以免损坏0.01Ω的分流电阻。
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万用表是做硬件的必备工具之一,万用表功能强大,可以测电压、电阻、二极管等,测电流也是非常简单。万用表在测量电流时需要主要两个非常关键的问题:1)将万用表的挡位设置在电流挡位(需要注意交流还是直流);2)将万用表的表笔接在电流插孔。万用表的表盘、挡位、插孔如下图所示。
1 选择合适的电流挡位
电流表有一个较大的旋转拨盘,在这里可以选择所要测量的各种信号量。在测量电流之前,要先搞清楚,被测电流是交流还是直流。将拨盘设置在合适的挡位上,并估算电流大小后选择合适的量程。
2 选择电流插孔
这个问题很关键,很容易被忽略。在测量电压、电阻、二极管等信号时,红色表笔都是接在VΩ挡位的。测量电流时需要将红色表笔接在电流插孔上。电流插孔具有A安培和mA毫安之分,正确估算电流值的大小后,选择A或者mA插孔,黑色表笔位置不变。
3 串入被测回路并读数
电流表需要串联在被测回路中,电流需要从红色表笔流入、黑色表笔流出。然后就是读数,有的表交流档和直流档是放在一起,有一个黄色的按钮切换,切换至合适的挡位后,在显示屏上就能读出电流值。
不管是钳形表,还是高精度的数字是万用表,测量电流的操作原理都是一样的,记住几个流程关键点:挡位、插孔、串联。
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检查工具:插好表笔后先对万用表短接测试(打到风鸣档)滴一声……。通过后再打到交流电压档(根据电压选择比电压大的量程因为题中没有说明是测试380还是220交流电)电压显示误差无误后,拿开两表笔,打到交流电流档(不确定可从高档到低档)。因为交流电压电流在电路中有大有小。比如可调电压电流焊机,它都是交流电输出。所以没有指定测试什么器件的话,要根据实际选择相应的量程。
就这个问题,我们分别来看看用指针万用表测量交流电流的原理。,知道了原理,测量自然就不在话下了。
指针式万用表如何测量交流电流
指针式万用表测量交流电流,一般的方法是采用整流和分流的方法。
分流的方式通常有两种:先分流后整流,或者是先整流后分流。
1、整流和分流先后顺序的区别
先分流后整流方式时,流过整流元件的电流较小;而先整流后分流相当于是被测电流全部通过整流元件,从而使得交流电流表的量程受整流元件容许电流的限制,因而这种方式较少使用。
2、常用的整流交流电流表电路
如下图所示。该电路的两端电压将随量程变化而变化,同时由于带有整流元件,使得交流电流表内的内阻增加,这是电阻分流器电路的缺点。
在某些指针式万用表中,采用电流互感器的方法来扩大交流电流的测量范围,可以避免这个问题。
单片机控制大电流器件,如何实现电路隔离?
单片机控制大电流器件,这是嵌入式设计当中很常见的技术,单片机属于低功耗微处理器,I/O口的输出电流一般都10mA以内。若想将微弱的电流进行放大控制,一般采用三极管、MOS管、光耦等之类的器件。比如达林顿晶体管,是三极管复合管,放大倍数可达上万倍,是非常好用的器件。
题主还提到了隔离控制,单独使用三极管、MOS管或达林顿晶体管是无法实现物理隔离的,使用光耦可以隔离。
由于题主没有给出具体控制电流大小及负载电压,下面举几个常用的例子:
(1)单片机I/O口直接接光耦隔离器
原理如下图所示,单片机I/O口接光耦前端,需要串联一个限流电阻,光耦正常导通电流一般1~20mA,若负载电流不是很大,光耦的输出电流足以满足,可以直接接负载。
注意:要想实现完全物理隔离,光耦输入端和输出端必须使用两路隔离电源,也就是说单片机电源和负载电源是完全隔离的。
若光耦电流不够大、怎么办呢?可以在光耦输出端在增加一级大功率三极管、MOS管器件即可,注意选择器件时,工作电压、电流、功率以及导通电阻等参数。
(2)使用继电器控制
很多人喜欢使用继电器控制,因为继电器使用方便,还能实现隔离。注意事项:使用继电器控制不可以将继电器负极直接接入单片机I/O,单片机I/O口的灌电流非常小,带载能力弱,无法带动继电器,直接接入极有可能损坏单片机,需通过三极管或MOS管进行控制。
(3)使用数字隔离芯片隔离
比如ADI公司的数字隔离芯片ADUM1200、ADUM1201是很常用的数字隔离芯片,两端工作电压2.7V~5.5V,最大输出电流35mA,其性能、功耗、体积等各方便都比传统的光耦要有优势得多!
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单片机的工作电压一般为3.3V或者5V,而且驱动能力非常有限,在驱动电流较大的负载器件时需要用三极管、MOS管、继电器、可控硅等功率器件来驱动。在工作环境比较恶劣的情况下,一般会使用隔离的手段保证控制系统的稳定。单片机如果控制大电流器件的话一般会使用光耦或者继电器来实现。
1.使用光耦实现单片机控制大电流器件
单片机的驱动能力为mA级别,对于稍大一点的电流就需用大功率器件,常用的大功率器件有三极管、MOS管和可控硅。下图是用光耦来控制的大功率NMOS器件和大功率可控硅器件。
上图中输入端用单片机控制光耦,光耦的输出端接NMOS驱动电路,通过控制光耦的导通与否来控制NMOS管的导通情况,从而实现单片机控制大功率器件。上图的输出端适合于直流负载。
上图中,单片机的输出端接光耦的输入端,光耦的输出端接可控硅的驱动电路,图中使用了两个单相可控硅来实现输出控制。单片机控制光耦的导通从而实现可控硅控制回路的导通,上图中适合于交流负载。
2.使用继电器实现单片机控制大电流器件
继电器的主要结构由线圈、触点构成,并且线圈和触点本身就是隔离的。通过控制继电器线圈的得电情况就能实现触点的动作。典型的单片机驱动继电器的电路图如下。
上图中继电器的线圈为5V或者3.3V,通过三极管来驱动线圈,当单片机输出高电平时继电器导通,当单片机输出低电平时继电器断开,继电器的触点接大功率负载的控制回路,即可以控制交流回路,又能控制直流回路。通过继电器从而实现了单片机隔离控制大功率器件的目的。
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到此,以上就是小编对于单片机测量交流电流电路图的问题就介绍到这了,希望介绍关于单片机测量交流电流电路图的3点解答对大家有用。