用于压磁传感器的精密程控恒流源设计

3 程控恒流源工作原理
整体电路的工作原理可由式(1)、式(2)说明：

式中：U基 为乘法器X1管脚的输入电压；U信号源 为乘法器Y1管脚输入电压的有效值；A乘法器 为乘法器增益；A放大电路 为功率放大电路和变压器总的电压增益；R传感器为压磁传感器的等效阻值；I为传感器的实时工作电流；i为电流互感器线圈匝数比的倒数；R采集 为电流互感器采集电阻阻值。
传感器的初始阻值、U信号源、A乘法器、A放大电路、i和R采集 在硬件电路搭接完毕后为确定已知，因此当R传感器 随着测量的进行产生变化时，I也会随之变化，所以只要通过反馈电路即时改变U基，即可达到传感器恒流工作的目的。本设计通过单片机可计算得出所需的U基。具体计算过程如下：
先计算出传感器即时工作电流：

然后根据工作电流求出变化后的传感器阻值：

最后根据当前传感器阻值求出使之在I设定 下工作需要的U基。I设定 为传感器规定的工作电流。

4 程控恒流源的程序流程图
程控恒流源的程序流程图如图3所示。

5 结语
综上所述，该程控恒流源有如下优点：
(1)在程序代码中，根据硬件电路设定相应计算参数后，即可通过程序精确控制，达到良好的恒流效果，从而满足压磁元件恒流工作的要求，并适用于各种阻抗类传感器。当传感器变更时，只需改变代码中相应参数即可。
(2)尽量避免使用分立元件，多采用集成电路，克服了分立元件容易受到环境变化影响的缺点。
(3)A／D和D／A转换芯片均采用16位精度，提高了恒流源的可靠性。
本设计利用反馈原理，使用现代集成电路代替分立元件，并加入代码精确计算控制反馈输出量，使得恒流源能达到很好的恒流效果。