(编者注:这是第四个在一系列的文章来源于一个会话在今年的globalfoundries,专注于传感器和能量收获。前一条处理x射线探测器。更多细节你是指globalfoundries程序。)
当你把一群孩子在一个房间里,总有一些事情会出错的风险,但是,在大多数情况下,如果孩子们相当相似的大小和年龄,东西应该不错。
把一屋子的孩子扔在六个12岁的男孩,但是,,,你会开始担心小的的健康和安全。你通常尽量保持这两组分开,如果没有其他原因比为了理智的父母焦急地坐着,祈祷,一些笨重的he-man-wannabe没有飞驰穿过房间在精致的小花。
这让精神区别我做“电”和“电子”工程。前者让人联想到的是汽车和巨大的绝缘体,哼唱电线和火花(最好在天梯的形式),所有关于好玩暴跌。后者唤起精致的小电路在鼓励个人电子是一个好男孩和隧道通过妈妈的氧化。
问题是,电气和电子越来越同居。汽车和机器人是很好的例子,但也许更极端的车间。见鬼,与所有的巨头大规模电动马达和螺线管和所有其他形式的现象,你几乎不需要你的电子产品在同一个房间里,除非他们安全屏蔽铅盒里。这就像让你敏感的从死亡金属薄壁夜总会4岁。你不禁担心的仅仅是接近损坏。
但更糟糕的是:现在我们需要电气和电子互动。需要电子控制电动车。这是比把乐迷和小山羊到相同的房间;这就像有一个4岁的保镖排出一些衣衫褴褛,喝醉酒的家伙在一个活结面具。你只知道有人会受到伤害。
这是世界上生活在我们的特色传感器。传感器本身是平淡,在最好的情况:第一个电小时候你可能已经知道的东西:一个简单的电流传感器。
有很多不同的奇异的方法测量目前的这些天,使用各种磁场和优势,利用新发现的现象。但是我们要看不是mamby-pamby方法之一;他们小娘娘腔和小电流电路。不,我们蛮力,回到入侵穴居人基础:分流。
为什么他们称之为分流其实对我还不清楚,因为分流(在电路或铁路)通常是一个小道在主要道路的同时,经常短路(故意)。这里的分流器不是一个并联电阻;这仅仅是一个低价值的串联电阻器插入到电路(因此入侵)。当前引起电压电阻,可以测量和校准,以反映当前的。简单。
当然,关键是电阻不能太大,压降开始挨饿的实际负载。理想的下降将是零,除了很难得到任何信息。也有细微差别是否供应和负载之间的电阻会(“高端”)或供应和地面之间(“下部”),但处理交流时变得更模糊。
globalfoundries的具体的例子是一个电流传感器,可能被用在类似的运动,旨在测量交流电流从0.1到100 - 1000 x的范围在一个环境,可能会看到6000 V。是的,没有小数点在0。在这个世界上,我们渐近趋于0 V供应铁路,我们有四位数的男子气概的电压和他们准备攻击。(好吧,这只是一个半厘米火花,但它会踢你能带的屁股…)
这里的挑战是准确的测量电流在如此广泛而保护敏感电路需要做,从高电压,电机本身可能体验。
所采取的方法的团队从CEA-LETI-MINATEC Rothan et al,施耐德电气是构建一个调频广播。尽管这不是他们如何描述它,这就是我的感觉发生了什么。
首先,他们提供了隔离通过设置两个域,一个用于高压和低压。他们分开两个平面micro-transformers他们定制的应用程序,使用波纹钝化,以抵御任何电弧过程和谨慎。他们做的东西,乍一看,困惑:变压器有一个1:1比例,这意味着他们不下台的电压。
在这个环境中,您可能期望从高电压downstep更舒适,这毫无意义。但是情况是这样的:这些变形金刚是没有把电机交流信号:交流或多或少是直流的测量电路。
这些变压器是用来获取信息从高压领域没有直接连接到低压领域。和做或多或少的将慢时变电流信号到一个快得多(20 MHz)载体,像一个调频广播信号(通过空气不是广播除外),然后穿过变压器。
他们利用在分流电阻(1 mΩ——注意,是一个小写字母“m”),形成电流。然后他们砍,感觉目前通过转移20 mhz 1.6 - v(名义)时钟信号在一个变压器来控制两个电源的NMOS晶体管作为开关定期中断电流的感觉。切碎的信号可以跨过第二个变压器,实际执行读出。
他们首先读取当前使用电阻互阻抗放大器来创建一个电压,然后放大,电压为1 - 10的范围内或两次0.1 - 1 a范围(而不是为10 - 100 a范围)。然后跑到取样保持的包络检波器和低通滤波器,消除载波和隔离原始信号电流信号(电压),然后可以阅读。这样做是不同的,所以它的偏见并不重要。
取样保持的电路由脉冲时钟创建相同的20 mhz时钟产生的载体;他们有延迟线事件这样的时机样品可以合理对齐相对于切动作。
使用这种方法,他们能够防止脆弱的传感电路施加了压力大,趾高气扬的电动机同时测量电流在三个数量级与非线性不到1.5%。
(注意;你可以找到本系列的下一篇文章在这里)。
