专利名称：利用法拉电容测试电路平均电流的方法
技术领域：
本发明涉及测试领域，具体地说涉及到利用法拉电容测试电路平均电流的方法。
背景技术：
随着电子技术的发展，电池或电瓶供电的产品对待机电流的要求为微安级，而产品的工作电流可能达到安培级，特别是某些采用GSM\GPRS通讯的产品，其工作和待机电流作为重要指标必须测试。现有的测试仪器很难适应以上测试要求，电流表、示波器等通用测试仪表因其内阻限制及档位调节的不便，使在测试时小的电流信号往往被大的电流信号所淹没。本发明专利利用法拉电容测试电路平均电流的方法采用电容充放电的原理，测试出电子产品的平均电流，并具有仪器内参数校对及修正功能保证测试结果的准确性。
发明内容
为了解决现有测试仪器在测试电池或电瓶供电的产品待机电流不能达到指定测试要求的不足，本发明专利提供利用法拉电容测试电路平均电流的方法。作为一种优选方案，本发明的技术方案如下所述利用法拉电容测试电路平均电流的方法，含有法拉电容、电源电路、单片机控制电路、电压检测电路、法拉电容充电电路、按键电路、液晶显示电路、继电器控制电路，其特征是(1)法拉电容充电电路包括若干个法拉电容，继电器K0、继电器K1、继电器K2、继电器K3、继电器K4、继电器K5、继电器K6、继电器K7、继电器K8，其中继电器KO触点KOB 的通断决定是否向法拉电容充电，由于不同被测产品的供电电压以及工作时的最大电流不同，继电器Kl的触点K1B、继电器K2的触点K2B、继电器K3的触点DB的通断即可实现不同产品供电电压的切换；继电器K4的触点K4B、继电器K5的触点K5B、继电器K6的触点K6B 的通断即可实现不同产品工作时最大电流的切换；继电器K7的触点K7B的通断决定是否需要对法拉电容进行电压检测；继电器K8触点K8B的通断决定是否需要修正。(2)所述的电源电路由220V交流电源、变压器、整流桥、LM317可调节三端正电压稳压器及其外围电路、微功耗稳压芯片HT7136及其外围电路组成，220V交流电经变压器、 整流桥后向继电器控制电路提供驱动电压VCCO ；220V交流电经变压器、整流桥、LM317可调节三端正电压稳压器为法拉电容充电提供恒压源VCCl ；220V交流电经变压器、整流桥、 LM317可调节三端正电压稳压器、微功耗稳压芯片HT7136向单片机提供工作电压VCC2。(3)所述的9个继电器控制电路由单片机的9个I/O 口直接驱动三极管，然后三极管驱动继电器线圈，从而控制继电器触点的通、断。单片机型号为MSP430F 149IPM。以继电器KO控制电路为例，所述的继电器控制电路由继电器KO的线圈Κ0Α、三极管QC0、电阻 RCOl、电阻RCOO、电容CCO、二极管DCO、电解电容CPCO组成，三极管QCO的发射极接地，基极经电阻RCOl接于单片机P4.0引脚，三极管的集电极接继电器KO的线圈Κ0Α，三级管的集电极与发射极之间并联电容CC0，二极管DCO接于继电器两端，电解电容CPCO并联电阻RCOO 后一端接电源VCCO，一端接继电器线圈。(4)所述的电压检测电路采用单片机内部A/D转换器，转换精度为12位。(5)所述的按键电路包括按键S1、S2、S3、S4、S5，其中S5为“Reset”，Sl为“Set，，， S2为"Select", S3为“Enter”，S4为"Start",按下Sl后显示屏闪烁显示，按S2根据显示屏的提示选择参数，按动S2参数循环变化，按S3可确定输入的参数，按S4开始测试。以上功能均由程序实现。所述的时钟电路由单片机内部时钟确定。(6)通过以下步骤即可实现法拉电容测电子产品的平均电流第一步按Sl根据显示屏的提示选择参数，“UAT”第二步按下S2根据显示屏的提示选择参数U第三步按下S3确定输入参数第四步按下S4开始测试第五步根据被测产品的工作电压，通过单片机I/O 口电平的高低确定法拉电容充电电路的继电器通断。第六步充电到预定时间后，继电器KO断开，充电结束，将法拉电容与被测产品相连接，开始放电，继电器K7闭合，单片机内置A/D转换的口线与电容正极相连，测试出电容两端电压Ufe,然后，继电器K7断开，等设置时间到后，继电器K7再次闭合，再读出电容两端电压U^5,继电器K7再次断开，根据公式计算出平均电流，并在显示屏显示。本发明的有益效果是本发明利用法拉电容测试电路平均电流的方法采用电容充放电的原理，测试出电子产品的平均电流，并具有仪器内参数校对及修正功能保证测试结果的准确性。
附图1为本发明专利利用法拉电容测试电路平均电流的方法电源电路图附图2为本发明专利利用法拉电容测试电路平均电流的方法法拉电容充电电路图附图3为本发明专利利用法拉电容测试电路平均电流的方法单片机控制电路图附图4为本发明专利利用法拉电容测试电路平均电流的方法内部继电器控制电路图
具体实施例方式下面结合
和具体实施方案对本发明的技术方案作进一步详细的描述。本发明的保护内容将不仅局限于下列内容的表述。本发明专利利用法拉电容测试电路平均电流的方法，含有法拉电容、电源电路、单片机控制电路、电压检测电路、法拉电容充电电路、按键电路、液晶显示电路、继电器控制电路·如附图1所示电源电路，由220V交流电源、变压器、整流桥、LM317可调节三端正电压稳压器及其外围电路、微功耗稳压芯片HT7136及其外围电路组成，220V交流电经变压
4器、整流桥后向继电器控制电路提供驱动电压VCCO ；220V交流电经变压器、整流桥、LM317 可调节三端正电压稳压器为法拉电容充电提供恒压源VCCl ；220V交流电经变压器、整流桥、LM317可调节三端正电压稳压器、微功耗稳压芯片HT7136向单片机提供工作电压VCC2。如附图2所示法拉电容充电电路，电容C11、电容C21、电容C31并联，继电器K1、 继电器K2、继电器K3并联，Kl接于电容Cll电费正极。K2接于电容C21的正极，K3接于电容C31的正极，KO经二极管D2、电阻R2后接电源VCC1。同时Cll、C21、C31的正极又与 K4、K5、K6相连接。电容C12、电容C22、电容C32并联，电容C13、电容C23、电容C33并联， 电容C14、电容C24、电容C34并联，电容C15、电容C25、电容C35并联，同时电容C12、电容 C13、电容C14、电容C15的正极连接在一起，电容C22、电容C23、电容C24、电容C25的正极连接在一起，电容C32、电容C33、电容C34、电容C35的正极连在一起。电容C32、电容C33、 电容C34、电容C35负极接地，电容C12、电容C22、电容C32的正极分别于继电器K4、继电器 K5、继电器K6连在一起。如附图3所示按键Sl经上拉电阻RD1、电阻RD5接于单片机的Pl. 1脚，按键S2 经上拉电阻RD2、电阻RD6接于单片机的Pl. 2 口，按键S3经上拉电阻RD3、电阻RD7接于单片机的Pl. 3 口，按键34经上拉电阻1 4、电阻1 8接于单片机的？1.4 口。如附图4所示继电器控制电路，以继电器KO控制电路为例，所述的继电器控制电路由继电器KO的线圈KOA、三极管QCO、电阻RCO1、电阻RCOO、电容CCO、二极管DCO、电解电容CPCO组成，三极管QCO的发射极接地，基极经电阻RCOl接于单片机P4. 0引脚，三极管的集电极接继电器KO的线圈Κ0Α，三级管的集电极与发射极之间并联电容CC0，二极管DCO接于继电器两端，电解电容CPCO并联电阻RCOO后一端接电源VCCO，一端接继电器线圈。其余 8路继电器控制电路与KO相似，不再赘述。本发明所用到的原理为电容所存电荷与电容两端电压关系为Q = CU电容充放电时AQ = /可得出以下近似公式I 平均=C Δ U/Δ T为排除法拉电容容值随温度变化而变化以及时间测量带来的误差，通过高精度的标准电阻来修正仪器，修正原理为通过内部继电器开关的切换，电容通过标准电阻放电，通过电阻的平均电流为Ik平均=U平均/RIk 平均=(U 始+U 末)/2R得出系数K = C/AT K = Ik平均/(U始-U末)然后通过Ito= K Δ U，计算出平均电流。本发明的工作流程如下所述以测试我公司的水资源控制器的平均电流为例，水资源控制器采用3.6V锂电池供电，平时GPRS模块不工作，电流只有几微安，在设定的通讯时段，GPRS才开始工作，待机电流为十几毫安，数据通讯时瞬时电流为1 2安，考虑到电池的耐用性，要求其平均电流不能太大，所以可采用本发明的测试方法来测试其平均电流，从而可以固定估算电池的使用寿命。GPRS不工作时的平均电流被测产品的供电电压为0 5伏，我公司水资源控制器的供电电压为3. 6V，通过面板上的按键及显示屏上的提示，设置相应的电压、电流档位， 通过单片机P4. 0 P4. 7及P5. 0脚电平的高、低来控制继电器KO K8的闭合与断开。单片机P4. 3引脚置高电平，继电器K3闭合，继电器K4、继电器K5、继电器K6、继电器K1、继电器K2断开，充电到预定时间后，继电器KO断开，停止充电。将法拉电容与被测产品相连接， 开始放电，继电器K7闭合，单片机内置A/D转换的口线与电容正极相连，测试出电容两端电压Ufe,然后，继电器K7断开，等设置时间到后，继电器K7再次闭合，再读出电容两端电压U $继电器K7再次断开，根据上述公式计算出平均电流，并在显示屏显示。测试GPRS工作时的电流继电器KO、继电器K3、继电器K6闭合，相当于5个法拉电容并联，可提供较大的放电电流，继电器K1、继电器K2、继电器K4、继电器K5断开，重复 GPRS不工作时平均电流的步骤测得工作时的平均电流。
权利要求
1.利用法拉电容测试电路平均电流的方法，含有法拉电容、电源电路、单片机控制电路、电压检测电路、法拉电容充电电路、按键电路、液晶显示电路、继电器控制电路，其特征是(1)法拉电容充电电路包括若干个法拉电容，继电器K0、继电器K1、继电器K2、继电器 K3、继电器K4、继电器K5、继电器K6、继电器K7、继电器K8，其中继电器KO触点KOB的通断决定是否向法拉电容充电，由于不同被测产品的供电电压以及工作时的最大电流不同，继电器Kl的触点K1B、继电器K2的触点K2B、继电器K3的触点DB的通断即可实现不同产品供电电压的切换；继电器K4的触点K4B、继电器K5的触点K5B、继电器K6的触点K6B的通断即可实现不同产品工作时最大电流的切换；继电器K7的触点K7B的通断决定是否需要对法拉电容进行电压检测；继电器K8触点K8B的通断决定是否需要修正；(2)所述的电源电路由220V交流电源、变压器、整流桥、LM317可调节三端正电压稳压器及其外围电路、微功耗稳压芯片HT7136及其外围电路组成，220V交流电经变压器、整流桥后向继电器控制电路提供驱动电压VCCO ；220V交流电经变压器、整流桥、LM317可调节三端正电压稳压器为法拉电容充电提供恒压源VCCl ；220V交流电经变压器、整流桥、LM317可调节三端正电压稳压器、微功耗稳压芯片HT7136向单片机提供工作电压VCC2 ；(3)所述的9个继电器控制电路由单片机的9个I/O口直接驱动三极管，然后三极管驱动继电器线圈，从而控制继电器触点的通、断；单片机型号为MSP430F 149IPM;以继电器KO 控制电路为例，所述的继电器控制电路由继电器KO的线圈Κ0Α、三极管QC0、电阻RC01、电阻RC00、电容CC0、二极管DC0、电解电容CPCO组成，三极管QCO的发射极接地，基极经电阻 RCOl接于单片机P4. 0引脚，三极管的集电极接继电器KO的线圈Κ0Α，三级管的集电极与发射极之间并联电容CC0，二极管DCO接于继电器两端，电解电容CPCO并联电阻RCOO后一端接电源VCCO，一端接继电器线圈；(4)所述的电压检测电路采用单片机内部A/D转换器，转换精度为12位；(5)所述的按键电路包括按键31、52、53、54、55，其中S5为“Reset”，Sl为“Set”，S2 为"Select", S3为“Enter”，S4为"Start",按下Sl后显示屏闪烁显示，按S2根据显示屏的提示选择参数，按动S2参数循环变化，按S3可确定输入的参数，按S4开始测试；通过以下步骤即可实现法拉电容测电子产品的平均电流第一步按Sl根据显示屏的提示选择参数“UAT” ；第二步按下S2根据显示屏的提示选择参数U ；第三步按下S3确定输入参数；第四步按下S4开始测试；第五步根据被测产品的工作电压，通过单片机I/O 口电平的高低确定法拉电容充电电路的继电器通断；第六步充电到预定时间后，继电器KO断开，充电结束，将法拉电容与被测产品相连接，开始放电，继电器K7闭合，单片机内置A/D转换的口线与电容正极相连，测试出电容两端电压Ufe,然后，继电器K7断开，等设置时间到后，继电器K7再次闭合，再读出电容两端电压U^5,继电器K7再次断开，根据公式计算出平均电流，并在显示屏显示。
全文摘要
利用法拉电容测试电路平均电流的方法，采用法拉电容充、放电来测量电子产品的平均电流，含有法拉电容、电源电路、单片机控制电路、电压检测电路、法拉电容充电电路、按键电路、液晶显示电路、继电器控制电路，根据被测产品的工作电压，通过单片机I/O口电平的高低确定法拉电容充电电路的继电器通断。充电到预定时间后，继电器K0断开，充电结束，将法拉电容与被测产品相连接，开始放电，继电器K7闭合，单片机内置A/D转换的口线与电容正极相连，测试出电容两端电压U始，然后，继电器K7断开，等设置时间到后，继电器K7再次闭合，再读出电容两端电压U末，继电器K7再次断开，根据公式计算出平均电流，并在显示屏显示。
文档编号G01R19/00GK102207517SQ20111007459
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者林安秀, 王均, 穆振波, 董意德, 袁金龙, 费战波 申请人:河南新天科技股份有限公司