一种电流智能测量模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于电流测量【技术领域】，具体涉及一种电流智能测量模块，目的在于解决霍尔元件的线性较差，零位不稳，测量准确度无法提高的问题。其特征在于：包括霍尔电流传感器、调零电路、运放跟随电路、滤波电路和信号处理电路；其中，霍尔电流传感器的输出端与调零电路的输入端连接，调零电路的输出端与运放跟随电路的输入端连接，运放跟随电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与信号处理电路的输入端连接。本装置通过调零电路和信号处理，有效地克服了相应的缺点，提高了测量模块的线性度和测量精度，并且能够根据实际情况进行调零。
【专利说明】一种电流智能测量模块
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电流测量【技术领域】，具体涉及一种电流智能测量模块。
【背景技术】
[0002]航天测量系统需要使用多组28V直流电源供电，这些电源分别属于不同的接地系统，对这些电源的输出电流进行同时直接测量，需要分别对测量电路供电，且测量结果往往与被测电源属于同一接地系统。要汇集成同一个接地系统的信号需要进行隔离转换。采用霍尔元件电路可以实现间接测量，测量结果可不需要隔离转换，但是霍尔元件的线性较差，零位不稳，测量准确度无法提高。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于解决霍尔元件的线性较差，零位不稳，测量准确度无法提高的问题，提供一种电流智能测量模块。
[0004]本实用新型是这样实现的:
[0005]一种电流智能测量模块，包括霍尔电流传感器、调零电路、运放跟随电路、滤波电路和信号处理电路；其中，霍尔电流传感器的输出端与调零电路的输入端连接，调零电路的输出端与运放跟随电路的输入端连接，运放跟随电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与信号处理电路的输入端连接。
[0006]如上所述的信号处理电路的输出端与本地的数字表头或远程计算机连接。
[0007]如上所述的霍尔电流传感器采用ACS712-20A实现。
[0008]如上所述的调零电路由I个5K电位器，2个1K电阻和2个200欧姆的电阻构成。
[0009]如上所述的运放跟随电路由集成运放OP2177及相关外围限流电阻和比例电阻实现。
[0010]如上所述的滤波电路采用RC滤波电路实现。
[0011]如上所述的处理电路采用单片机STM32F103RE实现，STM32F103RE的内部AD为10位。
[0012]本实用新型的有益效果在于:
[0013]本装置采用霍尔电流传感器、调零电路、运放跟随电路、滤波电路和信号处理电路，通过调零电路和信号处理方法，有效地克服了相应的缺点，提高了测量模块的线性度和测量精度，并且能够根据实际情况进行调零。本装置用于测量28伏直流电源的电流，测量范围为0-20A，输出电压为0-2V ;该装置的隔离度由霍尔电流传感器决定，电路I的隔离度为2100V，所以该装置具有2100V的隔离度；霍尔电流传感器自身的误差为1.5%，而该装置通过软件补偿后的转换精度可优于1%。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的一种电流智能测量模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的一种电流智能测量模块进行描述:
[0016]一种电流智能测量模块，包括:霍尔电流传感器、调零电路、运放跟随电路、滤波电路和信号处理电路。其中，霍尔电流传感器的输出端与调零电路的输入端连接，调零电路的输出端与运放跟随电路的输入端连接，调零电路接收来自霍尔电流传感器的电流信号，对该信号进行调零，确保该信号的电压范围在运放及跟随电路的输入许可范围之内，并将其发送给运放及跟随电路。运放跟随电路的输出端与滤波电路的输入端连接，运放跟随电路将来自调零电路的信号进行放大和隔离跟随，然后将处理得到的信号发送给滤波电路。滤波电路的输出端与信号处理电路的输入端连接，滤波电路对接收到的信号进行滤波，然后将其发送给信号处理电路。信号处理电路的输出端与本地的数字表头或远程计算机连接，对接收到的信号进行分段补偿拟合，然后将其发送给本地的数字表头进行显示或发送给远程计算机进行远程监控。
[0017]在本实施例中，如图1所示，霍尔电流传感器采用ACS712-20A实现，电流从ACS712的1、2管脚流入，从3、4管脚流出，转换后的测量电压从ACS712的管脚7输出。调零电路由I个5K电位器，2个1K电阻和2个200欧姆的电阻构成，可以通过此电路进行。运放跟随电路由集成运放OP2177及相关外围限流电阻和比例电阻实现。滤波电路采用RC滤波电路实现。处理电路采用单片机STM32F103RE实现，STM32F103RE的内部AD为10位，完全可以满足要求。分段补偿拟合采用现有的分段补偿拟合算法实现。
[0018]本装置采用霍尔电流传感器、调零电路、运放跟随电路、滤波电路和信号处理电路，通过调零电路和信号处理方法，有效地克服了相应的缺点，提高了测量模块的线性度和测量精度，并且能够根据实际情况进行调零。本装置用于测量28伏直流电源的电流，测量范围为0-20A，输出电压为0-2V ;该装置的隔离度由霍尔电流传感器决定，电路I的隔离度为2100V，所以该装置具有2100V的隔离度；霍尔电流传感器自身的误差为1.5%，而该装置通过软件补偿后的转换精度可优于1%。
【权利要求】
1.一种电流智能测量模块，其特征在于:包括霍尔电流传感器、调零电路、运放跟随电路、滤波电路和信号处理电路；其中，霍尔电流传感器的输出端与调零电路的输入端连接，调零电路的输出端与运放跟随电路的输入端连接，运放跟随电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与信号处理电路的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种电流智能测量模块，其特征在于:所述的信号处理电路的输出端与本地的数字表头或远程计算机连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种电流智能测量模块，其特征在于:所述的霍尔电流传感器采用ACS712-20A实现。
4.根据权利要求1或2所述的一种电流智能测量模块，其特征在于:所述的调零电路由I个5K电位器，2个1K电阻和2个200欧姆的电阻构成。
5.根据权利要求1或2所述的一种电流智能测量模块，其特征在于:所述的运放跟随电路由集成运放OP2177及相关外围限流电阻和比例电阻实现。
6.根据权利要求1或2所述的一种电流智能测量模块，其特征在于:所述的滤波电路采用RC滤波电路实现。
7.根据权利要求1或2所述的一种电流智能测量模块，其特征在于:所述的处理电路采用单片机STM32F103RE实现，STM32F103RE的内部AD为10位。
【文档编号】G01R19/00GK204228802SQ201420625744
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】徐超, 武东健, 吴永红, 姜祝, 赵一阳 申请人:北京航天计量测试技术研究所, 中国运载火箭技术研究院