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Fluke F771电流钳表在验证单片机I/O端口驱动能力的应用


  来源: 福禄克公司 时间:2021-07-28 编辑:清风
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行业:配电柜生产厂家


背景:配电柜控制系统研发项目中,验证单片机I/O端口的输出电流,是否能够达到外设器件驱动电流(大于14mA小于20mA)


问题:传统用万用表测单片机I/O端口电流的流程为:首先要让I/O端口输出高电平,然后万能表的红表笔接引脚,黑表笔接一个电阻或者二极管再接地。


研发中遇到的问题:单片机通常电压为VCC 5V,但是其本身并不是恒流源,可以看做是有内阻的等效电压源,如果执行元件阻值太小,执行元件上电压到不了高电平“1”所对应的最低电压。因此会出现,I/O端口输出的电流不能正常驱动外设器件(发光二极管等)。


单片机引脚电流主要有两种,一个是灌电流,一个是拉电流,测量这两个电流,都需要带上负载(比如驱动一个发光二极管),同时要变化I/O电平来测量,同时把万用表串联在I/O和负载之间。



为什么5V供电的单片机输出的电流只有几毫安?


首先我们需要知道单片机引脚的构成。以某328型单片机为例,这是它的内部引脚原理图。



从原理图可以清楚看到,单片机的引脚和内部电源VCC 5V之间并不是只有一个MOS管,它还有一个电阻串联。因为电阻的存在,单片机的输出电流就会受到限制,一般电阻R阻值为几十欧姆,通过欧姆定律可知,为了能让单片机更稳定的工作,尽量在引脚上外接大阻值的电阻,或者采用灌电流方式得到能够驱动外设器件的电流。


福禄克问题解决方案:Fluke F771高精度毫安型过程电流钳表


产品特性:


无需“断开回路即可测量4至20mA信号


测量PLC和控制系统模拟I/O口的mA信号


可显示mA 测量值和4至20mA量程百分比


聚光灯可在黑暗机箱内找到难以发现的线路


具有延长线的可拆式钳表,可在狭小的空间中进行测量


使用99.9mA量程兼容测量旧控制系统中的10至50mA信号


自动更改4至20mA输出以便进行远程测试


保持功能可捕获和显示不断变化的测量值


福禄克F771毫安型过程电流钳表现场测试图



案例总结:


从现场测试图可以看出,Fluke 771钳表可以测量单片机I/O端口输出的小电流信号,测试结果表明单片机I/O的输出电流为14.86mA,可以满足外设器件的驱动电流(大于14mA小于20mA)。


现场工程师评价:


771钳表(Fluke 771钳表)测量单片机I/O端口输出电流很准,测量速度很快,说明这个表反应很灵敏。之前用手头的表测电流,测量结果误差较大,导致测量的电流不准,要么会烧掉外设器件,要么就是驱动能力不足,771钳表(Fluke 771钳表)可以很好地验证单片机I/O端口的驱动能力是否满足设计要求。


关键词:Fluke F771 电流钳表 测量    浏览量:8464

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