电磁阀驱动电源电流检测系统及精度问题研究

摘 要 电磁阀驱动电源电流检测系统的检测精准度直接影响各项工作的开展。分析电磁閥驱动电源电流检测系统，了解精度计算与系统误差等相关问题，通过研究分析计算系统精度，可以为各项工作开展提供参考。基于此，文章主要对电磁阀驱动电源电流的特性进行了简单的分析，根据实际状况探究了电磁阀驱动电源电流检测系统与精度问题，以供参考。

关键词 电磁阀驱动电源电流检测系统；精准度；特性

1 电磁阀驱动电源电流特性分析

第一，驱动端在通电之前，在回路中的电流主要为0A，阀芯的位移则为0m，在通电之后因为回路中的电流呈现增大的趋势，受到线圈自感现象因素的影响，导致回路中的电流无法在短时间中增加到稳态值中，回路中的电流则呈现渐变的状态；第二，在这个时候线圈中的磁通量变化的电磁力不足，无法有效克服静摩擦力以及弹簧预压缩力的影响，整个阀芯始终处于静止的状态中，在这个时候电磁阀始终呈现吸合触动的阶段。第三，在回路电流为1.75A的时候，电磁阀则可以有效抵抗摩擦力以及弹簧产生的压力。此种状态中阀芯则就会开始运动，在这个时候电磁阀呈现吸合运动阶段。阀芯的运动速度相对较慢，而在回路中的电流则呈现持续加大的趋势；第四，在阀芯运动的最大位移之前，阀芯速度则呈现不断增大的趋势，这样就会导致回路中感应电动势不断增大，电流变化率则逐渐减低，在其运动到最大位移位置的时候，则电流的变化率处于最低的状态，因为阀芯在并不会产生运动，则线圈自感系数则呈现不断的变化趋势，线圈中的电流呈现电调递增的趋势[1]。

2 电磁阀驱动电源电流检测系统结构

检测开关电源电流可以获得不同的动态参数以及静态参数信息，利用电源性能评估分析的方式，可以分析电源运行的可靠性。对此，在进行电磁阀驱动电源电流检测过程中通过拟用电流检测系统的方式检测驱动电路分析，因为航空航天领域中的电源电路主要在复杂的环境中应用，在应用过程中对于测量的精准度要求严格，保障其不得高于1%的区间中，对此，必须要保障电源电流检测工作的高精度、高宽带以及高抗扰能力。

开关电源在运行中为了满足长期负载、短期峰值负载以及脉冲负载的需求，就要强化管理，利用随机振动、噪声、冲击以及加速度等方式进行检验分析，保障其可以满足不同环境条件中的不同需求，在不同的环境中可以保障正常稳定的工作。加强对电磁阀驱动电源电流检测系统的研究分析，在保障电源频率以及母线波纹电压等规范条件之下，要加强对电源稳定性以及可靠性等因素的研究分析。

在传统的电源检测系统中要配合其他硬件系统共同开展，测试操作相对较为复杂，其维护的成本也相对较高。现阶段主要就是通过采集高级程度硬件测量高精度，同时要改善处理测得数据信息的算法，达到提升测量精度的效果。一些学者在研究中通过研究电源系统的交流直流特性参数以及测量方式的方式进行研究。通过基于LabVIEW测试系统设计分析；也有的学者通过基于霍尔元件的电源测试分析，获得了较为满意的测量数据。但是此测试系统在实践中硬件设计过于复杂，在电气复杂的电气环境中进行高精度的电气参数检测相对较为困难。基于检测系统硬件以及精度等为基础，可以基于霍尔传感器以及NI数据采集卡电流检测系统进行设计，利用软件进行数据信息处理，可以满足在复杂环境中检测的需求。基于霍尔电流传感器与数据采集卡进行电源电流幅值进行检测分析，通过电流互感器、运算放大器系统、数据采集卡与计算机系统构成[2]。

3 检测系统精度分析

为了满足检测系统的精度要求，就要综合实际状况探究合理的监测对策与手段，在实践中要重视系统误差检测分析，LTS-6NP电流互感器部分、预算放大器工作状态设定、运算放大器误差分析以及NI数据采集卡等内容的精度检验，在通过实验验证确定其有效性。

3.1 检测系统精度分析内容

（1）检测系统误差。检测系统主要就是通过不同个检测元器件构成，因为元器件在制造过程中存在一定的差异性，不同的元器件性能不同，其具体的测量方式也不同，这样就会导致出现检测误差问题。而通过非线性函数误差可以通过对各个变量的微分形式的方式表示。

电流检查系统中的电流互感器要选择高精度、高线性度以及低温度漂移等优势特征，在高精度的电流检测系统中。在信号中放大环节中通过仪用运算放大器，要具有高精度、低失调电压以及低失调漂移等特征，要保障系统整体的高精度。而在进行数据采集过程中要应用高速数据采集卡，通过软件编程等进行数据采集与处理分析。

（2）LTS-6NP电流互感器部分。电流检测系统中的输入信号范围0～2A，电磁阀实际中的工作电流就是1A，LTS-6NP电流互感器引脚连接方式，输出电压范围要符合要求。根据数据手册进行计算。

（3）预算放大器工作状态设定。预算放大器中要应用运算放大器。主要应用的就是AD620仪用运算放大器，输入信号是电流互感器输出数值2.5±（0.625*1p/2）V；电压基准端则的基准电压则为2.5v，在实际中其主要的输入电压要控制为（0.625*1p/2）V；通过电流互感器输入的最大数值为2A，在下一个环节中数据采集卡的最大采集范围主要早-10～10V的区间范围中，在计算过程中电流互感器的最大输入信号为2A，而运算放大器的最大输出信号则为10V。

（4）运算放大器误差分析。通过放大器分析，其绝对的误差主要就是受到增益误差以及骗纸误差、噪声等问题的构成。

（5）NI数据采集卡。数据采集卡的绝对误差会受到各种因素的影响，出现误差的主要成因就是温度偏移、增益误差以及系统噪声等问题。在采集卡功是温度出现变化的时候，其精确度会受到不同程度的影响。在采集卡内部中通过补偿元件产生逆向误差方式的中和温度误差，但是在实践中温度漂移会影响数据采集卡的降准度。同时，在设计板卡中应用了自校准设置，其主要的作用就是纠正增益性误差问题，分析微分非线性误差问题以及积分的非线性误差等问题，通过对这些问题的分析可以提升检测结果整体的精准性[3]。

3.2 实验验证分析

高精度电流检测系统中主要应用了LEM公司的LTS-6NP电流互感器，通过可变电阻调节系统偏置误差问题，利用LabVIEW软件进行编程，可以将电流检测系统获得的信息数据在测量界面上显示。在实验中通过信号发生器向电流采集系统要分别施加较为稳定的电流，其依次顺序为0.2A、0.4A、0.6A、0.8A、1.0A、1.2A、1.4A、1.6A、1.8A、2.0A，利用电流检测系统进行采集分析，电流检测系统在检测0.8A电流的时候，理论数值以及实验数据的均值存在较为的偏差。其具体如下图：

通过实验结果分析，实验结果的理论精准度均在0.5807范围中，系统精度分析理论以及实际吻合，在设计过程中电流监测系统符合系统要求，监测结果更为精准[4]。

4 结束语

基于霍尔元件以及NI数据采集卡的电磁阀驱动电源电流检测系统可以提升电流检测的精准度，可以满足不同环境中对于电磁阀驱动电源电流的精准度需求。在实践中此系统硬件结构简单，具有良好的测量精准性，良好的动态性特征，显著的抗干扰能力，在较为复杂的电气环境中也可以合理应用，精度分析结果与实际状况也更为符合，可以为电源性能检测所提供精准的参考。

参考文献

[1] 赵闻达，苏永清.电磁阀驱动电源电流检测系统的精度分析[J].测控技术，2017，（02）：158-161.

[2] 马荣廷，柳静，刘明明.嵌入式测试系统用高精度数控恒压恒流源[J].单片机与嵌入式系统应用，2018，18（06）：71-74，79.

[3] 刘鹏.喷油器电磁阀电流反馈驱动控制研究[J].柴油机，2018，（3）： 23-26.

[4] 邓世建，杨培培，郑海婷，等.比例电磁阀PWM驱动器中阀线圈电流检测技术[J].机床与液压，2013，（22）：110-112.

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