STC90C51RD+单片机的纺织机械电机保护系统设计+电路图+程序(5)
3。2。3 电流检测电路设计
由图3-2可知由HWCT004采集到信号后，R7的电压正好能够达到桥式整流启动电压，其启动范围为0。6V-1。4V,然后经过放大器LM393经行电压信号放大至0-5V,把信号传输至AD转换器。
图 3-2 电流检测电路
但是这个设计的电路本身是有点缺陷的，因为它的测量精度取决于R7的大小，R7取值越小，测量的精度越高，但是弱国把R7值减的很小的话又会带来新问题，就是R7的电压太小，达不到桥式整流启动电压，这样就会造成无电压输出，所以精度有点差。但是本设计不需要太高精度的元器件，就选择这种电流采集方案。
3。2。4 电压检测电路
本设计检测电压所使用的元器件是电流型电压互感器DXPT202。其测试原理与电流互感器一样。
图 3-3 电压互感器的硬件原理图
电压互感器DXPT202需要外接一个限流电阻RW2，它的作用是使流过DXPT20的电流值达到2mA，因为此电压互感器的原副边限流2mA; RW1是调节运算放大器的调节电阻，它的作用是调节输出电压;电压互感器的输出电压为0-8VAC，因此需要运算放大器LM393来使输出电压范围增大到0-5V；稳压管D2，D3的目的是限制最大输出电压范围，以保证电压范围不超过5V，从而避免损坏A/D转换器。电压互感器的副边绕组接地，是一般的安全规范，是为了避免一次与二次之间绝缘击穿时，一次高压串入二次回路，造成设备及人身安全问题。
3。3 模数转换电路
电流检测电路和电压检测电路收集到的是0-5V模拟信号，但是单片机只能读取0和1的数字信号，因此需要模数转换器，把传感器发出的电压信号转换成数字信号再传输给单片机。
本设计选取由PCF8591芯片组成的AD转换器。文献综述
3。3。1 芯片介绍
PCF8591的电源端口只有一个，功耗比较低，采集数据时用的是8位CMOS采集方式，4个模拟输入端口、一个输出端口和一个串行I2C总线接口。3个地址引脚A0、A1、A2用于编程硬件地址，允许将最多8个器件连接至I2C总线而不需要额外硬件。这款芯片转换的速度很快，而且有内部的信号跟踪，不会发生信号混乱的情况，而且它占据的单片机I/O口很少。
3。3。2 转换原理
在进行A/D转换过程中，一旦A/D采样周期被触发，其所选择的通道的采样电压便保存在采样、保持电路中，并采取单端输入或差分输入[7]存放在ADC数据寄存器中等待器件读出。其逻辑操作波形时序图如图3-5所示。
图 3-4 A/D转换逻辑操作波形时序图
3。3。3 转换电路设计
PCF8591本身集成度高且使用简单，本设计就两个信号需要转换，因此，只需要用到两个通道。其中A0、A1、A2直接接地是属于工作接地，1是取得基准地极，2是降低外界电磁干扰，3是继续观察后面的电路有没有接地。
图 3-5 转换电路连接图
3。4 温湿度检测电路
3。4。1 检测温湿度的元器件选择
纺织厂为了保证其产品的质量，对生产过程的相对湿度有比较严格的要求，同时由于纺织厂的机器设备分布密集、总的发热量很大[8]，这就导致了纺织机械电机的起始工作温度就比常温高，而且纺织厂的潮湿度也是相对较高的，因此需要检测电机工作时的电机外壳温度以及电机所处环境的湿度。本设计选取的温湿度传感器不仅能对电机检测，也能对电机所处的环境进行检测。
根据纺织厂细纱车间参数的要求：夏季温度30-32℃，相对湿度55-60%；冬季温度26-28℃，相对湿度50-55%[9]。因此本设计针对的是细纱纺织厂因此选取的电机额定温度应不超过室温30℃，本设计所保护的电机所能适应的环境温度是-20℃-60℃，且此类型的三项电机的冷却方式是全封闭式无风扇的自冷却方式，因此需要定时停止电机工作来使电机自行冷却，以保证电机的使用寿命，因此电机的额定温度值为60℃，此电机配备有防潮带，因此所选取的额定温度就是细纱纺织厂房的额定湿度为80%RH。