CN207036946U - 一种电流测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电流测量装置，包括信号放大电路、微分计算电路、AD转换模块，处理器；所述信号放大电路、微分计算电路均与所述AD转换模块连接；所述信号放大电路与所述微分计算电路连接；所述信号放大电路与被检测电路连接。所述AD转换模块与处理器连接。本实用新型可以直接并联测量电路中电流，使得某些特殊场合的不能断开电路而测微电流的技术得到实现，且测量准确度高。

Description

一种电流测量装置

技术领域

本实用新型涉及电流测量仪器，尤其涉及电路板测试时电路微电流的测量，特别在设计成实用芯片方面有很好前景。

背景技术

目前，电流表测弱电流时主要是采用将电路断开串入电流表来测电流的方法。由于需要断开电路串入电流表比较麻烦，同时钳表准确度与钳夹有很大关系，主要测量大电流，小电流误差很大，钳表的取样方式是电流互感器，而万用表是电阻取样，电流互感器的取样精度与一次侧的电流强度有密切关系，就是互感器铁芯的非线性导致的，电流越小，误差越大，所以钳表在测量小电流的时候要多绕几圈，让铁芯的磁感强度大于非线性区，这样的测量会精确很多，多绕的圈数读数就是绕圈的倍数，电流/圈数＝实际电流，计算繁琐，在小电流电路上无法实施，且大多数情况下操作麻烦，使得在某些微电流测量场合遇到较***烦。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种电流测量装置，直接并联测量电路中电流，保证测量准确度高。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种电流测量装置，包括信号放大电路、微分计算电路、AD转换模块，处理器；所述信号放大电路、微分计算电路均与所述AD转换模块连接，所述AD转换模块与所述处理器连接；所述信号放大电路与所述微分计算电路连接；所述处理器、信号放大电路均与电流表接入模块连接；所述电流表接入模块与待检测电路连接。

所述电流表接入模块包括转换开关；所述转换开关与电流表接入模块的测量电容、待检测电路的测量电阻依次连接；所述转换开关一端、电流表接入模块的测量电阻一端分别接入所述待检测电路的待测量电阻两端；所述测量电容两端与所述信号放大电路输入端连接。

所述微分计算电路包括第一运算放大器(即高速电压跟随器)、第二运算放大器；所述第一运算放大器负输入端与所述第一运算放大器输出端连接(即高速电压跟随器)；所述第一运算放大器正输入端与所述信号放大电路输出端连接；所述第一运算放大器输出端通过电容与所述第二运算放大器负输入端连接；所述第二运算放大器正输入端通过第一电阻接地；所述第二运算放大器负输入端通过第二电阻接所述第二运算放大器输出端；所述第二运算放大器输出端接所述AD转换模块。

第一运算放大器用作高速电压跟随器；所述第一运算放大器负输入端与所述第一运算放大器输出端连接，即组成高速电压跟随器。

所述第二运算放大器输出端接通过AD转换模块接所述处理器。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型可以直接并联测量电路中电流，不需要断开电路就可以测微电流，且测量准确度高。

附图说明

图1为本实用新型一实施例结构框图；

图2为本实用新型一实施例电流测量接入模块对待测电路测量的简化示意图；

图3为开关switch闭合后有源线性电路简化图；

图4为开关switch断开后有源线性电路简化图；

图5为本实用新型一实施例使用原理图；

图6为本实用新型微分计算电路原理图。

具体实施方式

如图1-图3所示，本实用新型实施例信号放大电路、微分计算电路、AD转换模块，处理器；所述信号放大电路、微分计算电路均与所述AD转换模块连接；所述信号放大电路与所述微分计算电路连接；所述处理器、信号放大电路均与被检测电路连接。

图2中开关switch，电容C，电阻A经过严格分析的选取，不会在测量时对原电路产生不允许的影响。

任何有源线性电路都可以简化成如图4。

开关switch闭合后,电路结构如图3，电路的微分方程如下：

开关switch断开后,电路结构如图4，电路的微分方程如下：

由①②得：

③中Y(开关断开时待测电路电阻M两端电压可由AD转换模块测量后送给处理器)，C(电流测量接入部分测量电容C可通过档位人为可调节其值已知),A(电流测量接入部分测量电阻R可通过档位人为可调节其值已知)已知，而U(开关闭合后电流测量接入部分测量电容C两端电压)，(AD转换模块和处理器协同微分计算电路的测量数据综合计算可得到),在随时间变化可用电路精确测量得到，分别在T1和T2时间测出U，代入③编写程序即可解出M和R。最后可知I测＝Y/M。通过显示部分显示出来。

本实用新型使用原理分析如下：

①首先将探头A(转换开关switch一端)和探头B(测量电阻A一端)接入待测电路，如图5所示，处理器控制转换开关switch断开，电路变成图4所示结构，此时通过信号放大电路、微分计算电路、AD转换模块对待测量电阻M两端电压Y进行采样，作为数据传递给处理器存储。

②在处理器控制信号下闭合开关switch，电路结构变成图3所示结构，此时时间为t0，在时间t1时对电容两端电压大小u1进行采样，送入处理器存储，而后在t2时刻对c两端电压u2进行采样，送入处理器，同时处理器及时计录下ΔT＝t2-t1的值，计算出ΔU＝u2-u1,则算出来第一组ΔU/ΔT＝dU/dt＝s1(此处让Δt趋近于数微妙数量级)。

③在时间t3时对电容两端电压大小u1进行采样，送入处理器存储，而后在t4时刻对c两端电压u2进行采样，送入处理器，同时处理器及时计录下ΔT＝t4-t3的值，计算出ΔU＝u2-u1，则算出来第二组ΔU/ΔT＝dU/dt＝s2(此处让Δt趋近于数微妙数量级)。

将测出的U,s1,s2代入上述方程③。

④处理器通过编写好的程序解出M1，并将M1存储。M1是第一次采样测量后处理器得出的第一组待测电路中M值的数据。Mn是第一次采样测量后处理器得出的第n组待测电路中M值的数据。

……(重复②③步n遍，分别求出Mn存储)

⑤程序计算M＝(M1+M2+M3+…Mn)/n(n由程序视①中测量得到电压大小的实际情况控制控制，电压值与n成正比)，最后程序算出I测＝Y/M。并通过显示兼人为控制模块显示出来。同时可以人为根据实际情况进行外部操作改变档位等。

Claims (4)

1.一种电流测量装置，其特征在于，包括信号放大电路、微分计算电路、处理器；所述信号放大电路、微分计算电路均与所述处理器连接；所述信号放大电路与所述微分计算电路连接；所述信号放大电路与电流表接入模块连接；所述电流表接入模块与待检测电路连接。

2.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于，所述电流表接入模块包括转换开关；所述转换开关与测量电容、测量电阻依次连接；所述转换开关一端、测量电阻一端分别接入所述待检测电路的待测量电阻两端；所述测量电容两端与所述信号放大电路输入端连接。

3.根据权利要求2所述的电流测量装置，其特征在于，所述微分计算电路包括第一运算放大器、第二运算放大器；所述第一运算放大器负输入端与所述第一运算放大器输出端连接；所述第一运算放大器正输入端与所述信号放大电路输出端连接；所述第一运算放大器输出端通过电容与所述第二运算放大器负输入端连接；所述第二运算放大器正输入端通过第一电阻接地；所述第二运算放大器负输入端通过第二电阻接所述第二运算放大器输出端；所述第二运算放大器输出端接AD转换模块。

4.根据权利要求3所述的电流测量装置，其特征在于，所述第二运算放大器输出端接通过AD转换模块接所述处理器。