一种大电流、电压监测装置和方法与流程

本发明涉及一种监测装置和方法，尤其涉及一种用于直流电力系统监测的大电流、电压监测装置和方法。

背景技术：

通常的电流测试装置是基于霍尔元件的电流传感器。如图1所示，霍尔电流传感器基于磁平衡式霍尔原理，即闭环原理，原边电流ip产生的磁通通过高品质磁芯集中在磁路中，霍尔元件固定在气隙中检测磁通，通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流，用于抵消原边ip产生的磁通，使得磁路中磁通始终保持为零，经过特殊电路的处理，传感器的输出端能够输出反映原边电流的电流变化，但霍尔电流传感器精度低，温漂大。而目前采用分流器进行监测的装置均采用了将分流器内置的方式，内置的分流器热量无法及时散发，使得产品的测试量程只能做到300a以下；另外分流器与pcb通过8mm长的引脚连接，极大的限制了两者之间的距离，当分流器温度升高后，不仅其阻值会发生变化，也会使得pcb温度升高，影响测试精准度；灌胶后分流器及pcb热量更加不利于散发。为了散热需要安装散热风扇，增了产品的安装难度、占用了大量的安装空间。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种大电流、电压监测装置，其散热效果好，可以精准的测量大电流、电压，结构简单、成本低。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种大电流、电压测试装置，包括上盖和下盖，所述上盖和下盖围成一腔体，所述腔体外设置有分流器，所述腔体内设置有监测电路板，所述分流器和监测电路板通过金属导线电连接，所述分流器表面设置有热敏电阻，所述热敏电阻与监测电路板电连接，所述监测电路板电连接芯片。

作为优选的，所述监测电路板包括具有运算放大功能和温度测试功能的单片机、具有隔离功能的can总线收发器，所述单片机和can总线收发器电连接，所述分流器和热敏电阻均电连接在单片机上，所述can总线收发器电连接芯片。

作为优选的，所述热敏电阻为负温度系数热敏电阻，所述负温度系数热敏电阻紧贴于分流器引脚附近。

作为优选的，所述上盖设置有过线孔，所述金属导线及热敏电阻的导线由过线孔穿入腔体内。

一种大电流、电压测试方法，其包括如下步骤：

1)将分流器串联在被测电路中，通过分流器微小电阻产生的压降，获取电压信号；

2)在分流器上贴合一个热敏电阻，通过热敏电阻实时获取分流器的温度信号；

3)将分流器和热敏电阻均电连接在单片机上，单片机接收分流器传送的电压信号及热敏电阻传送的温度信号并进行滤波放大；

4)滤波放大后的电压信号和温度信号通过can总线收发器输出到芯片中；

5)通过测试获取或直接获取分流器的阻值随温度变化的关系，并将此关系输入到芯片中；

6)芯片将获取的温度信号转化补偿到电压信号或换算后的电流信号中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明克服现有装置均采用分流器内置的技术偏见，通过将分流器外置，可以使其更好的散热，减少测试过程中因温度升高对测试精度的影响。

2、本发明通过金属导线连接分流器和监测电路板，使得分流器和监测电路板的间距可以大大增加，分流器因通过大电流产生的热量无法传导到监测电路板，使监测电路板工作环境良好，提高了测试精准度。

3、本发明通过热敏电阻实时采集分流器温度，通过芯片将温度信号补偿到电压信号或转换的电流信号中，使得测试精度更高。

4、本发明因分流器能够快速有效的散热、监测电路板工作环境良好，所以无需额外加装散热风扇，降低了产品的安装难度、节省了安装空间，成本大大的降低。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其他的附图。

图1为霍尔电流传感器的原理示意图；

图2为本发明电路原理示意图；

图3为本发明的爆炸结构示意图。

其中，1-分流器，10-芯片，2-热敏电阻，3-监测电路板，4-单片机，5-can总线收发器，6-被测电路，7-上盖，70-过线孔，71-凸台，8-下盖，80-腔体，9-金属导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参照图2和图3所示，本实施例中公开了一种大电流、电压监测装置，包括上盖7和下盖8，上盖7和下盖8围成一个封闭的腔体80。

上述上盖7在腔体80外的表面上设置有凸台71，所述凸台71上设置有分流器1。分流器1直接串联在被测电路6中，分流器1具有一个微小的电阻，从而在分流器1两端产生一个微小的压降，通过欧姆定律，可以由产生的电压信息获取被测电路6中的电流信息。而凸台71可以让分流器1与上盖7之间具有一定的间隔，使得大电流流过分流器1所产生的热量能够顺利散发出去。上盖7还设置有一个通透的过线孔70。

上述分流器1的表面贴合有热敏电阻2，热敏电阻2的阻值随着分流器1温度的改变而发生相应的变化，以实时获取分流器1的温度信息。

上述腔体80内设置有监测电路板3，监测电路板3包括具有运算放大功能和温度测试功能的单片机4、具有隔离功能的can总线收发器5，单片机4和can总线收发器5电连接，单片机4和分流器1的引脚通过金属导线9电连接，单片机4和热敏电阻2电连接，金属导线9和热敏电阻2的导线均通过过线孔70连通腔体80内外两侧。单片机4能够接收分流器1产生的电压信号和热敏电阻2产生的温度信号，并对其进行滤波放大，滤波放大后的信号经由can总线收发器5输出。监测电路板3被保护在腔体80中，其可靠性强，而且与分流器1相隔一定距离，分流器1的热量不会传导到监测电路板3，确保了测试精准度。

上述can总线收发器5电连接芯片10，芯片10用于接收can总线收发器5发出的电压信号和温度信号，并将温度信号转化补偿到电压信号或换算后的电流信号中，从而得到被测电路6中的电流。

能够快速散热的分流器1和工作环境良好的监测电路板3使得监测电路无需额外加装散热风扇，减少了安装步骤、节省了成本。

一种大电流、电压测试方法，其包括如下步骤：

1)将分流器1串联在被测电路6中，通过分流器1微小电阻产生的压降，获取电压信号；

2)在分流器1上贴合一个热敏电阻2，通过热敏电阻2实时获取分流器1的温度信号；

3)将分流器1和热敏电阻2均电连接在单片机4上，单片机4接收分流器1传送的电压信号及热敏电阻2传送的温度信号并进行滤波放大；

4)滤波放大后的电压信号和温度信号通过can总线收发器5输出到芯片10中；

5)通过测试获取或直接获取分流器1的阻值随温度变化的关系，并将此关系输入到芯片10中；

6)芯片10将获取的温度信号转化补偿到电压信号或换算后的电流信号中，即可得到被测电路6中的电流。

本测试方法避免了传统霍尔电流传感器测试精度低、温漂大的缺点，并将分流器1的阻值变化考虑到测量结果中，使得测量结果更精确。

本实施例一个优选的方案是：热敏电阻2为负温度系数热敏电阻，负温度系数热敏电阻紧贴于分流器1的引脚处。负温度系数热敏电阻具有较高的温度系数，对温度的变化敏感，测量精度高。单片机4为内置运算放大器及温度测试模块的飞思卡尔单片机。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理能够在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。