激光雷达前置电路检测设备设计(2)
2.使用分压电路[2]，将高电压转换成0~5V的低电压，再通过ADC取样转换成数字信号的方法检测。常用的芯片有AD536、AD637、LTC1967、LTC1968等。适用于高电压、低精度、低成本的检测要求。
3.对于高精度的电压检测方法[2]，一般采用专门的ADC转换芯片，精度能够达到0.05V以上。常用的的芯片有CS1232、ADC0808、ADC0809、AD574A、ADS1110、MAX4080、MAX4081、INA270、INA271等。这种方法一般成本较高。
我们常用的电流检测方法有：
1.采样电阻+运放[3]。它的优点在于制造成本较低但是精度高、体积较小，而它的缺点是温漂大，其中精密电阻的选择较难并且无隔离效果。这种检测方法因采样电阻与负载串联方式不同又分为低端检测电路和高端检测电路两种结构，这两种结构都是拓扑结构，都具有一定的风险性，低端检测时检测电路易对接地线造成干扰从而导致温漂；在高端检测中，电阻与运放的选择要求又比较高。在采样电阻的选择上，成本低廉的采样电阻一般精度都较低，温漂都比较大，而如果在这里要选用精度高、温漂小的，就需要用到成本比较高的合金电阻。如果选用的运放价格比较，那么运放的钳位电压就低，由于需要用到特殊工艺的，则成本上升很多。
2.电流互感器CT/电压互感器PT[4]。在变压器理论中，一、二次侧的电压比等于线圈匝数比，线圈匝数比和电流比则互为倒数。而CT和PT就是特殊的变压器。基本构造上，CT的一次侧线圈匝数比二次侧线圈匝数少的多，如果让二次侧开路，则二次侧电压将会很高，有可能会击穿绕阻和回路的绝缘层，有伤及设备和人身的危险性存在。PT互感器则正相反，一次侧线圈匝数要比二次侧线圈匝数多的多，如果使得二次短路，则二次侧电流将会很大，导致回路发热，致使烧毁绕阻及负载上的回路电气。CT电流互感器，是一种将一次侧的大电流，按一定比例转换为适合通过继电器或者各类仪表使用的额定电流为5A或1A的小电流的变换设备，它的工作原理和变压器的工作原理是相似的。PT，电压互感器，是将一次侧的高电压按比例转换为适合继电器或者各类仪表使用的额定电压为100V的变换设备，由此可见电磁式电压互感器的工作原理和变压器的工作原理是相同。
3.霍尔电流传感器[5]。霍尔电流传感器可以分为开环模式与闭环模式。开环模式的霍尔电流传感器，其输入量是电流而输出的是电压，又称做直接测量式霍尔电流传感器。这种模式的电流传感器的优点在于其不仅结构简单，而且测量得到的电流精度和线性度都比较高，并且可测多种电流，直流、交流以及各种波形的电流。但由于输入和输出不同所以它的测量范围、带宽等受到一定的限制。此时，霍尔器件在霍尔电流传感器中相当于一个磁场检测器，它检测的磁芯空气间隙中的磁感应强度。磁芯磁通量会随着绕组线圈中的电流增大而逐渐达到饱和，同时随着频率的升高，会随之逐渐升高的还有磁芯中的磁滞损耗、涡流损耗等。这些都会对测量精度产生影响。当然，采用多个霍尔元件来进行检测并取平均值可以减小影响，当然也可以选择饱和磁感应强度比较高的磁芯材料，或者将磁芯制成多层磁芯来屏蔽干扰等等，这些改进措施都可以降低磁滞损耗、涡流损耗对测量精度产生的影响。闭环模式的霍尔电流检测电路是一种磁平衡的检测模式。首先将霍尔元件检测电流所得到的电压进行电压放大和电流放大，让这个电流通过一组补偿线圈。将补偿线圈放置在与霍尔元件所检测电流相垂直的方向上，并使得补偿线圈产生的磁场和被测电流产生的磁场方向相反，最终达到磁平衡。这个平衡过程是自动建立的，是一个动态平衡，并且建立平衡所需的时间极短。平衡时，霍尔器件处于零磁通状态。磁芯中的磁感应强度极低（理想状态应为0），这种情况下就不会使磁芯饱和，也不会产生大的磁滞损耗和涡流损耗。因此恰当地选择磁芯材料和线路元件，就可做出性能优良的零磁通电流传感器。闭环模式的霍尔电流传感器输出与输入都为电流。
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