电流传感器检测到的信号直接供控制器使用还不太方便，考虑控制器A/D采集范围(-10～＋10V)，需要对电流传感器检测到的信号进行相应的处理。在设计检测电路时，依据电流传感器的特性和负载额定电流±2A的要求，将检测电流的范围设定在±6.4A，采样放大电路总带宽选择在0~8.8kHz之内，并应用运放将输出信号进行坐标平移进行象限变换，将信号放大10倍，由此在理想情况下得到的信号输出范围为－6.25～＋6.25V，位于平面坐标的、三象限内，负载电流Ip与平移放大后的信号仍为线性关系。


　　电流传感器输出信号不全是有用信号，特别是有强干扰源或PWM恒流斩波的放大器中，由于高次谐波的存在，必须将无用的杂波进行滤波，因此，采用如图5所示的有源低通滤波器来进行滤波。


　　图5中所示的是一个典型的二阶低通有源滤波器，信号经平移放大后送入二阶低通滤波器，Uif是滤波的输入，其输出信号Uof可供控制器当作电流反馈的输入信号。
　二阶低通滤波器的截止频率：


　　F=1/(2π×RC)


　　(1)在图5所示的二节低通滤波器中，有如下关系：
　　当截止频率一定时，R1=R2=R,C1=1.414C,C2=0.707C


　　选择好系统的截止频率，通过计算，匹配合适的RC参数。截止频率点要选择合适的位置，太高时会夹杂进许多无用的谐波和干扰信号，太低会失去一些有用的信号，两者都会造成电流波形失真，这要根据系统的要求来决定。


　　3实验数据分析


　　3.1负载电流与输出电压值


　　应用上述电路，笔者进行实验测量，表2中列


　　举了负载电流及对应输出电压对应关系，其中Ip是流过负载的电流，Uc是理想的输出电压，Uof是实时测量的输出电压。


　　利用表2的实测数据，将电流与电压的关系用曲线图表示(见图6)。图中纵坐标代表输出电压，即Uof或者Uc，横坐标代表负载电流，即Ip。


　　从图6可以看出理想的电压曲线与实测电压曲线几乎重合(Uc和Uof具体差异的细节无法在此显示，可以参看表2)。在正、负半轴线性度很好，但在过零点时，正负半轴曲线会在电压轴上产生一个交越失真的位移点，这是因为负载电流输入为零时，放大器在零输入时往往不是一个理想的零值输


　　出，它受制于输出级的饱和压降、零点漂移、系统噪声的影响。在闭环控制系统中，这种失调可以通过软件补偿实现，或者在硬件电路设计中加以考虑，以降到小误差范围内。


　　关于电流传感器的相频特性，读者可以参考LEM公司的资料来考证，这里不再描述。3.2数据计算分析[3]


　　利用下面的小二乘法公式进行曲线拟和，以量化的形式进行考察：


　　因为一次曲线公式为：y=f(x)=a0+a1x(2)


　　又：坠S坠aj


　　=0(其中S=S=n


　　i=0


　　Σf(xi))


　　(3)


　　na0=+a1Σxi=Σyi


　　a0Σxi+a1Σxi2=Σxiyi


　　ΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣ


　　(4)得到：a0=


　　Σxi


　　2


　　Σyi


　　-Σxi


　　Σxiy


　　i


　　nΣxi2-(Σxi)2


　　(5)al=nΣxiyi-ΣxiΣxiΣyi


　　n=Σxi2-(Σxi)2


　　(6)利用表2的数据按照上式进行计算得：


　　a0=-0.0075，a1=3.0822


　　于是有：y=3.0822×x－0.0075(7)进而有如下曲线拟合关系式：拟合曲线：Uof=3.0822×Ip－0.0075(8)通过计算，线性误差：<1.5%


　　(9)通过以上的数据分析，线性度优劣好坏一方面取决于电流传感器本身，另一方面取决于后续处理电路，为了提高线性度和精度，除了选择合适的传感器之外，在设计后续处理电路需要注意选择性能好的运算放大器，采用精度较高的电阻电容，还需要选择适合的工作频率等。上述对曲线的拟合，既完成了对检测电路的重新标定，又提高了测量精度。