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摘要：本文介紹了在自動(dòng)門(mén)系統中，LEM電流傳感器實(shí)際應用的種方案、及實(shí)現的方法和參數的計算。并給出了實(shí)用的線(xiàn)路圖。
 
　　關(guān)鍵詞：門(mén)控系統電流傳感器 負荷  
 
引言
　　在建筑、賓館、地鐵自動(dòng)門(mén)過(guò)程中，經(jīng)常要用到直流電機的，在其過(guò)程中，我們需要應用電機正轉及反轉，需要進(jìn)行過(guò)程的電流、記錄及負荷分析，以是否有人員被運動(dòng)門(mén)擠壓。有時(shí)需要記錄及繪制電機運行過(guò)程中的電流負荷曲線(xiàn)。如果采用傳統的電流傳感器可能由于其單方向的電流特而無(wú)法即正向過(guò)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(gè)理想的可以直流電機正反轉過(guò)程電流負荷的手段。我們在自動(dòng)門(mén)系統中采用了LEM系列中的NXP20,該傳感器在使用過(guò)程中顯示出、、能力、體積小、波動(dòng)小的特點(diǎn)，可以很方便地與單片機接口等特點(diǎn)，實(shí)現了我們所需的，開(kāi)、關(guān)門(mén)過(guò)程的過(guò)流及邏輯判斷，負荷曲線(xiàn)分析等過(guò)程。
1．  傳感器選擇
　　我們在門(mén)控系統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(diǎn)是：?jiǎn)坞娫矗?V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
從指標來(lái)看，我們的要求。
2．  電路應用：
　　如圖所示是我們由NXP20 組成的應用電路。
 

　　　　　　　

  　該圖中由Q1、Q2、Q3、Q4組成的H橋電路可以在單片機系統下實(shí)現電機M的正轉或反轉運行，Q1 和Q4導通電機正向運行，自動(dòng)門(mén)打開(kāi)，Q2、Q4導通電機反向運轉，自動(dòng)門(mén)關(guān)閉。  由LEM 傳感器HXS 20NP 組成的電流電路可以將電流轉換為電壓信號VADCO,并送入由單片機組成的系統轉換為數字信號，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(shí) 輸出為 2.5V－0.625V＝1.875V, ＋5.0A時(shí) 對應輸出為： 2.5V＋0.625V＝3.125V,  對應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，其內部由10位A/D轉換電路，      0—5V輸入對應0－ 03FFH。由此得出轉換數字量為 4.88mV/BIT。
轉換后數字量與對應的電機電流關(guān)系是：
每BIT＝39mA. 
所以數字量＝實(shí)際電流（mA）/39 （取整數）
由于該傳感器輸入與輸出是線(xiàn)關(guān)系，因此可據公式可得出任意電流與數字之間的關(guān)系。 

 
　由于電流有正反兩個(gè)方向，所以在應用中要注意在正向運行時(shí)數字越大，電流越大；反向運行中數字越小，對應電流值越大。 
    用軟件就可以根據的數字進(jìn)行處理。如判斷是否有人被擠壓、過(guò)流保護、門(mén)電流曲線(xiàn)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。
    當電流出額定范圍，但只要不出zui大范圍，也可以測出相應的數字，但其線(xiàn)度會(huì )變差，具體可以實(shí)際測量而定。
以下是我們在實(shí)際運行中根據該傳感器測量出的自動(dòng)門(mén)運行負荷曲線(xiàn)： 
 　　　　　　
   
從該圖可以看出，其測量結果真實(shí)地反映了實(shí)際電流狀態(tài)。
4．  過(guò)流保護：
　　在實(shí)際應用中會(huì )有狀態(tài)，上述的判斷及必須在軟件的支持下進(jìn)行，有時(shí)如出現電機短路故障或其他無(wú)法預測的情況，很有可能出現單片機處理不及時(shí)或造成線(xiàn)路損壞，此時(shí)也可以應用硬件電路實(shí)現處理短路、過(guò)流等狀態(tài)以作為線(xiàn)路的冗余保護。 
其線(xiàn)路如圖：

　　圖中來(lái)自L(fǎng)EM 電流傳感器的信號ADC0送入比較器 LM139,經(jīng)與W1和W2 設定的電壓值進(jìn)行比較。然后送到輸出端Vcomp。 正常范圍時(shí)，該輸出是0V, 電機正轉或反轉時(shí)電流如過(guò)設定值，該輸出即為電平5V，W1設定正向運行時(shí)過(guò)流值，W2設定反向運行時(shí)的電流過(guò)流值。該輸出可以接到單片機輸入端或硬件電路實(shí)現過(guò)流保護或其他功能。
LEM電流傳感器在我們設計的要求的地鐵、輕軌自動(dòng)門(mén)器中，顯示出其能可靠、穩定好，是個(gè)很值得信賴(lài)的器件。