昭通市電工技能培訓(xùn)：電流檢測電路和分流電阻基礎(chǔ)知識
特種作業(yè)中的電工作業(yè)
指對電氣設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)、安裝、檢修、改造、施工、調(diào)試等作業(yè)（不含電力系統(tǒng)進(jìn)網(wǎng)作業(yè)）。
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電工技術(shù)培訓(xùn)內(nèi)容：
第一周：電工基礎(chǔ)（安全用電法律法規(guī)）以及各種儀器儀表使用。
第二周：家庭電路布線（比如：一控、兩控，多控等），電氣設(shè)備安裝調(diào)試，線路的運(yùn)行，維護(hù)，檢修等。
第三周：典禮拖動（機(jī)電及其各種控制電路，比如：電機(jī)直接啟動，電機(jī)星-三角起動，自耦變壓起動，異地控制，順序控制等）。
第四周：變電，配電，輸電以及二次回路的控制，運(yùn)行，維護(hù)，檢修等。
電流檢測電路和分流電阻基礎(chǔ)知識
電流檢測用超低阻值貼片電阻/長邊電極（PML）
您可能認(rèn)為電流檢測電路很復(fù)雜，但從原理上來說，其本身只是一個利用了“歐姆定律”的簡單電路，而歐姆定律是電子電路領(lǐng)域中非�；A(chǔ)的理論知識。串聯(lián)一個用于電流檢測的電阻，通過歐姆定律將電阻的壓降轉(zhuǎn)換為電流值來實現(xiàn)電流檢測。
用于電流檢測的電阻稱為“分流電阻”。
分流電阻是一種用于測量和檢測電流的電子元件。電阻值范圍為100μΩ 到幾百mΩ。理想情況下，您應(yīng)該使用阻值盡可能低的分流電阻，但在實際操作中，您應(yīng)根據(jù)運(yùn)算放大器的放大系數(shù)和檢測目標(biāo)范圍來選擇合適的阻值。
而如果使用低阻值電阻，壓降量偏小，微控制器將會很難檢測到電壓，所以這時候應(yīng)該使用具有低輸入偏移電壓的高精度運(yùn)算放大器來對電流進(jìn)行檢測。
使用分流電阻和運(yùn)算放大器的電流檢測電路被稱為“電流檢測放大器”。
還有，分流電阻的“分流”指的是“避開，轉(zhuǎn)走”。最開始指的是并聯(lián)接入電阻，從而擴(kuò)大模擬電流表的測量范圍。最近將用于電流檢測的貼片電阻稱為分流電阻。雖然用法已經(jīng)發(fā)生了變化，但是這種名稱保持不變的現(xiàn)象也是很常見的。
將分流電阻連接至差分放大電路
從原理上來說，使用分流電阻的電流檢測電路是僅測量電壓的簡單電路。但是，由于分流電阻的壓降很小，所以需要制作可以高精度放大電壓的電路。因此，我們使用帶有運(yùn)算放大器的差分放大電路。
對于用于電流檢測的運(yùn)算放大器，請選擇使用具有低輸入偏移電壓的高精度運(yùn)算放大器。由于偏移電壓在檢測小電壓值時會造成測量誤差，因此請使用偏移電壓盡可能低的“高精度運(yùn)算放大器”，或可以自動調(diào)整輸入偏移電壓的“零漂移放大器”。
使用電流檢測電路檢測電路電流值
我們使用分流電阻和運(yùn)算放大器制作一個電流檢測電路，并查看該電路是如何檢測電流的。
差分放大電路檢測分流電阻的電壓，然后將其放大為15倍以上的電壓信號并輸出
62mΩ貼片電阻用作分流電阻。可測量的最大電流值由貼片電阻的功率決定。我們目前使用的是1W的電阻，所以由W = I2R，1W ≒ 4A × 4A × 62mΩ，最后計算得出最大電流為4A。
ROHM電流檢測貼片電阻LRT18系列，62mΩ 1W貼片電阻
如果測量電流電路的放大倍數(shù)過大，會超過運(yùn)算放大器的工作電壓，所以需要根據(jù)估計的最大電流值調(diào)整放大倍數(shù)。我們本次設(shè)置的放大倍數(shù)為15倍，因此當(dāng)流過分流電阻的電流為最大值4A時，運(yùn)算放大器輸出電壓為3V。
ROHM運(yùn)算放大器LMR1802G-LB。是具有低噪聲、低輸入偏移電壓以及低輸入偏置電流的傳感器放大器
ROHM采用的是業(yè)界最低噪聲運(yùn)算放大器。
EMARMOUR “LMR1802G-LB”運(yùn)算放大器具有低輸入偏移電壓5uV（Typ），用于傳感設(shè)備。
安裝在通用板上的運(yùn)算放大器和分流電阻。因為在實驗環(huán)境中這些設(shè)備安裝在通用板上，所以易于焊接，但在實際電路設(shè)計中，會根據(jù)分流電阻技術(shù)規(guī)格書進(jìn)行適當(dāng)?shù)膱D形設(shè)計。
既然電流是由分流電阻檢測的，現(xiàn)在就讓我們來探索一下如何使用連接在通用板上的簡單電路來檢測電流。
用示波器測量電壓值并觀察電流動向
將負(fù)載連接到完成的電流檢測電路中，并觀察檢測波形。把一個直流有刷電機(jī)連接到負(fù)載。如果可以成功檢測到電流，應(yīng)該就能夠檢測到在電機(jī)線圈切換時的電流波形以及施加負(fù)載后旋轉(zhuǎn)的變化情況了。
分流電阻與電機(jī)和電源串聯(lián)。電機(jī)工作電壓為5V。
電機(jī)空載電流為0.32A。運(yùn)算放大器輸出的波形有效值為202mV，計算得到檢測值為0.3A。示波器和探頭帶寬均為50MHz。
電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，您可以看到電流隨著換向器的切換而發(fā)生變化。隨著負(fù)載的增加，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，分流電阻檢測到的電流值變化會以電壓信號變化的形式呈現(xiàn)出來。
如果將運(yùn)算放大器的電流檢測輸出連接到微控制器板，例如Arduino，就可以實時檢測電機(jī)電流，從而幫助您發(fā)現(xiàn)電機(jī)鎖定和線圈短路等異常情況
如果能夠?qū)﹄娏鬟M(jìn)行檢測，就可以在電路中添加多種功能，例如避免電機(jī)主體/驅(qū)動電路過載，以及檢測電機(jī)鎖定等。
通過改變分流電阻實現(xiàn)更高精度以及更大范圍的電流檢測
在實際使用電流檢測電路來保護(hù)電路時，會選擇阻值低、電流大（不超過分流電阻最大功率）的設(shè)備。
我們使用通用貼片電阻，而現(xiàn)有的高性能分流電阻中，有可消耗高達(dá)5W功率值的大功率型號電阻，以及具有0.1mΩ超低電阻值的高精度分流電阻。您可以根據(jù)自己的需求選擇相應(yīng)的分流電阻。
