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摘要：本文介紹了在自動門系統(tǒng)中，LEM電流傳感器實際應(yīng)用的種方案、及實現(xiàn)的方法和參數(shù)的計算。并給出了實用的線路圖。
 
　　關(guān)鍵詞：門控系統(tǒng)電流傳感器 負荷  
 
引言
　　在建筑、賓館、地鐵自動門過程中，經(jīng)常要用到直流電機的，在其過程中，我們需要應(yīng)用電機正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)，需要進行過程的電流、記錄及負荷分析，以是否有人員被運動門擠壓。有時需要記錄及繪制電機運行過程中的電流負荷曲線。如果采用傳統(tǒng)的電流傳感器可能由于其單方向的電流特而無法即正向過程電流負荷，也可反方向負荷電流。LEM電流傳感器為我們提供了個理想的可以直流電機正反轉(zhuǎn)過程電流負荷的手段。我們在自動門系統(tǒng)中采用了LEM系列中的NXP20,該傳感器在使用過程中顯示出、、能力、體積小、波動小的特點，可以很方便地與單片機接口等特點，實現(xiàn)了我們所需的，開、關(guān)門過程的過流及邏輯判斷，負荷曲線分析等過程。
1．  傳感器選擇
　　我們在門控系統(tǒng)中的使用的電機電流為額定，zui大電流是19A。所以我們選擇的LEM電流傳感器是PCB板安裝方式的HXS 20-NP 
特點是：單電源＋5V供電。
        輸入額定電流：5 、10A。  zui大電流±30A
        輸出電壓：2.5V±0.625V
        頻率范圍：DC-50KHZ
        溫度范圍：－40….+85ºC
        安裝方式：PCB板焊接
從指標(biāo)來看，我們的要求。
2．  電路應(yīng)用：
　　如圖所示是我們由NXP20 組成的應(yīng)用電路。
 

　　　　　　　

  　該圖中由Q1、Q2、Q3、Q4組成的H橋電路可以在單片機系統(tǒng)下實現(xiàn)電機M的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)運行，Q1 和Q4導(dǎo)通電機正向運行，自動門打開，Q2、Q4導(dǎo)通電機反向運轉(zhuǎn)，自動門關(guān)閉。  由LEM 傳感器HXS 20NP 組成的電流電路可以將電流轉(zhuǎn)換為電壓信號VADCO,并送入由單片機組成的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，供計算、邏輯判斷或顯示。
3．  信號處理：
　　該電路可直流電機zui大額定電流為－5.0A 到＋5.0A。傳感器輸入電流為－5.0A 時 輸出為 2.5V－0.625V＝1.875V, ＋5.0A時 對應(yīng)輸出為： 2.5V＋0.625V＝3.125V,  對應(yīng)0A電流，其輸出是2.5V。 
   　該電路所使用單片機選的是PHILIP 公司的80C552，其內(nèi)部由10位A/D轉(zhuǎn)換電路，      0—5V輸入對應(yīng)0－ 03FFH。由此得出轉(zhuǎn)換數(shù)字量為 4.88mV/BIT。
轉(zhuǎn)換后數(shù)字量與對應(yīng)的電機電流關(guān)系是：
每BIT＝39mA. 
所以數(shù)字量＝實際電流（mA）/39 （取整數(shù)）
由于該傳感器輸入與輸出是線關(guān)系，因此可據(jù)公式可得出任意電流與數(shù)字之間的關(guān)系。 

 
　由于電流有正反兩個方向，所以在應(yīng)用中要注意在正向運行時數(shù)字越大，電流越大；反向運行中數(shù)字越小，對應(yīng)電流值越大。 
    用軟件就可以根據(jù)的數(shù)字進行處理。如判斷是否有人被擠壓、過流保護、門電流曲線采集、電機能測試等。配合電壓傳感器還可以計算出電機功率值。這樣可以保護電機還可以記錄及分析故障原因。
    當(dāng)電流出額定范圍，但只要不出zui大范圍，也可以測出相應(yīng)的數(shù)字，但其線度會變差，具體可以實際測量而定。
以下是我們在實際運行中根據(jù)該傳感器測量出的自動門運行負荷曲線： 
 　　　　　　
   
從該圖可以看出，其測量結(jié)果真實地反映了實際電流狀態(tài)。
4．  過流保護：
　　在實際應(yīng)用中會有狀態(tài)，上述的判斷及必須在軟件的支持下進行，有時如出現(xiàn)電機短路故障或其他無法預(yù)測的情況，很有可能出現(xiàn)單片機處理不及時或造成線路損壞，此時也可以應(yīng)用硬件電路實現(xiàn)處理短路、過流等狀態(tài)以作為線路的冗余保護。 
其線路如圖：

　　圖中來自LEM 電流傳感器的信號ADC0送入比較器 LM139,經(jīng)與W1和W2 設(shè)定的電壓值進行比較。然后送到輸出端Vcomp。 正常范圍時，該輸出是0V, 電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時電流如過設(shè)定值，該輸出即為電平5V，W1設(shè)定正向運行時過流值，W2設(shè)定反向運行時的電流過流值。該輸出可以接到單片機輸入端或硬件電路實現(xiàn)過流保護或其他功能。
LEM電流傳感器在我們設(shè)計的要求的地鐵、輕軌自動門器中，顯示出其能可靠、穩(wěn)定好，是個很值得信賴的器件。