昭通市電工技能培訓(xùn)：電流檢測(cè)電路和分流電阻基礎(chǔ)知識(shí)
特種作業(yè)中的電工作業(yè)
指對(duì)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(dòng)（機(jī)電及其各種控制電路，比如：電機(jī)直接啟動(dòng)，電機(jī)星-三角起動(dòng)，自耦變壓起動(dòng)，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(cè)電路和分流電阻基礎(chǔ)知識(shí)
電流檢測(cè)用超低阻值貼片電阻/長邊電極（PML）
您可能認(rèn)為電流檢測(cè)電路很復(fù)雜，但從原理上來說，其本身只是一個(gè)利用了“歐姆定律”的簡(jiǎn)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(shí)。串聯(lián)一個(gè)用于電流檢測(cè)的電阻，通過歐姆定律將電阻的壓降轉(zhuǎn)換為電流值來實(shí)現(xiàn)電流檢測(cè)。
用于電流檢測(cè)的電阻稱為“分流電阻”。
分流電阻是一種用于測(cè)量和檢測(cè)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(shí)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(cè)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(huì)很難檢測(cè)到電壓，所以這時(shí)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(duì)電流進(jìn)行檢測(cè)。
使用分流電阻和運(yùn)算放大器的電流檢測(cè)電路被稱為“電流檢測(cè)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(cè)量范圍。最近將用于電流檢測(cè)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(cè)電路是僅測(cè)量電壓的簡(jiǎn)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(duì)于用于電流檢測(cè)的運(yùn)算放大器，請(qǐng)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(cè)小電壓值時(shí)會(huì)造成測(cè)量誤差，因此請(qǐng)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(dòng)調(diào)整輸入偏移電壓的“零漂移放大器”。
使用電流檢測(cè)電路檢測(cè)電路電流值
我們使用分流電阻和運(yùn)算放大器制作一個(gè)電流檢測(cè)電路，并查看該電路是如何檢測(cè)電流的。
差分放大電路檢測(cè)分流電阻的電壓，然后將其放大為15倍以上的電壓信號(hào)并輸出
62mΩ貼片電阻用作分流電阻�？蓽y(cè)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(jì)算得出最大電流為4A。
ROHM電流檢測(cè)貼片電阻LRT18系列，62mΩ 1W貼片電阻
如果測(cè)量電流電路的放大倍數(shù)過大，會(huì)超過運(yùn)算放大器的工作電壓，所以需要根據(jù)估計(jì)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(shí)，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?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)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(shí)際電路設(shè)計(jì)中，會(huì)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(jì)。
既然電流是由分流電阻檢測(cè)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(jiǎn)單電路來檢測(cè)電流。
用示波器測(cè)量電壓值并觀察電流動(dòng)向
將負(fù)載連接到完成的電流檢測(cè)電路中，并觀察檢測(cè)波形。把一個(gè)直流有刷電機(jī)連接到負(fù)載。如果可以成功檢測(cè)到電流，應(yīng)該就能夠檢測(cè)到在電機(jī)線圈切換時(shí)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(jì)算得到檢測(cè)值為0.3A。示波器和探頭帶寬均為50MHz。
電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(cè)到的電流值變化會(huì)以電壓信號(hào)變化的形式呈現(xiàn)出來。
如果將運(yùn)算放大器的電流檢測(cè)輸出連接到微控制器板，例如Arduino，就可以實(shí)時(shí)檢測(cè)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(cè)，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(dòng)電路過載，以及檢測(cè)電機(jī)鎖定等。
通過改變分流電阻實(shí)現(xiàn)更高精度以及更大范圍的電流檢測(cè)
在實(shí)際使用電流檢測(cè)電路來保護(hù)電路時(shí)，會(huì)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(hào)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。
