多量程测试电路和多量程测试装置的制作方法

1.本发明属于测试技术领域，尤其涉及一种多量程测试电路和多量程测试装置。


背景技术：

2.测试设备能够获取待测设备的各项参数，例如电流、电压等。现有的测试设备都是单通道测试的模式，测试方法单一，精度较低，误差较大，不能满足测试的精度需求。例如测试设备的测试精度为0.05％，测试10a电流时误差就为5毫安，测试100a电流时误差就为50毫安，50毫安的误差明显远远大于5毫安，不能满足测试需求。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种多量程测试电路，旨在解决传统的测试设备无法满足测试需求的问题。
4.本发明实施例的第一方面提了一种多量程测试电路，多量程测试电路包括控制电路以及与所述控制电路电性连接的多个单通道测试电路，每个所述单通道测试电路包括至少一个测试通道，每个所述测试通道对应一个测试量程；
5.所述控制电路，用于根据量程选择指令输出对应的通道选择信号至每个所述单通道测试电路；
6.所有所述单通道测试电路，用于根据所述通道选择信号组合连接总测试量程与待测设备的参数相匹配的若干所述测试通道，所述总测试量程等于若干所述测试通道对应的测试量程之和。
7.在一个实施例中，每个所述单通道测试电路包括电压测试电路、电流测试电路和电阻测试电路，所述电压测试电路包括电压测试通道和对应大小的电压测试量程，所述电流测试电路包括电流测试通道和对应大小的电流测试量程，所述电阻测试电路包括电阻测试通道和对应大小的电阻测试量程；
8.所有所述电压测试电路，用于根据所述通道选择信号组合连接总电压测试量程与待测设备的参数相匹配的若干所述电压测试通道，所述总电压测试量程等于若干所述电压测试通道对应的电压测试量程之和；
9.所有所述电流测试电路，用于根据所述通道选择信号组合连接总电流测试量程与待测设备的参数相匹配的若干所述电流测试通道，所述总电流测试量程等于若干所述电流测试通道对应的电流测试量程之和；以及
10.所有所述电阻测试电路，用于根据所述通道选择信号组合连接总电阻测试量程与待测设备的参数相匹配的若干所述电阻测试通道，所述总电阻测试量程等于若干所述电阻测试通道对应的电阻测试量程之和。
11.在一个实施例中，各所述电压测试通道分别通过第一开关组件依次级联，各所述电压测试通道包括第一基准电阻和第一分压电阻；
12.本级所述第一分压电阻的第一端通过一所述第一开关组件与上一级的第一分压
电阻的第二端连接，本级所述第一分压电阻的第二端通过另一所述第一开关组件与下一级的所述第一分压电阻的第一端连接，本级所述第一分压电阻的第二端还与本级所述第一基准电阻的第一端连接构成本级所述电压测试通道的信号输出端，本级所述第一基准电阻的第二端接地；
13.所述第一开关组件，用于接收到所述通道选择信号时导通，以串联相邻两级的第一分压电阻。
14.在一个实施例中，各所述电流测试通道分别通过第二开关组件依次级联，各所述电流测试通道包括采样电阻；本级所述采样电阻的第一端分别通过一所述第二开关组件与上一级所述采样电阻的第一端和下一级所述采样电阻的第一端连接，本级所述采样电阻的第一端为本级所述电流测试通道的信号输出端，本级所述采样电阻的第二端接地；
15.所述第二开关组件，用于接收到所述通道选择信号时导通，以并联相邻两级的采样电阻。
16.在一个实施例中，各所述电阻测试通道分别通过第三开关组件依次级联，各所述电阻测试通道包括基准电压模块、第二分压电阻和第四开关组件；
17.本级所述基准电压模块、所述第四开关组件、所述第二分压电阻和待测设备依次电性连接，本级所述第二分压电阻的第一端通过一所述第三开关组件与上一级所述第二分压电阻的第二端连接，本级所述第二分压电阻的第二端通过另一所述第三开关组件与下一级所述第二分压电阻的第二端连接，本级所述第二分压电阻的两端和本级所述待测设备的两端分别为所述电阻测试通道的信号输出端；
18.所述第三开关组件，用于接收到所述通道选择信号时导通，以串联相邻两级的第二分压电阻；
19.所述第四开关组件，用于接收到所述通道选择信号时关断，以截止本级所述基准电压模块输出的基准电压。
20.在一个实施例中，所述单通道测试电路还包括多个采样电路；
21.所述多个采样电路分别设置在所述电压测试通道、所述电流测试通道和所述电阻测试通道内并与所述控制电路电性连接；
22.所述多个采样电路，用于对连接在所述电压测试通道、所述电流测试通道和所述电阻测试通道的待测设备的电参数进行采样，并输出对应的采样数据至所述控制电路。
23.在一个实施例中，所述多量程测试电路还包括通讯模块，所述通讯模块分别与所述控制电路和上位机连接；
24.所述上位机，用于通过所述通讯模块输出所述通道选择指令至所述控制电路；
25.所述控制电路，还用于将各所述采样数据通过所述通讯模块反馈至所述上位机。
26.在一个实施例中，所述多量程测试电路还包括用于输出所述通道选择指令的按键选择模块，所述按键选择模块与所述控制电路电性连接。
27.在一个实施例中，所述多量程测试电路还包括显示模块；
28.所述控制电路，还用于将所述采样数据输出至所述显示模块以显示各采样数据。
29.本发明实施例的第二方面提了一种多量程测试装置，多量程测试装置包括如上所述的多量程测试电路。
30.本发明通过采用控制电路和以及多个单通道测试电路组成多通道测试电路，在对
待测设备进行测试量时，控制电路根据接收到的量程选择指令对各单通道测试电路进行通道选择，包括类型选择和量程组合选择，各单通道测试电路根据通道选择信号连接对应类型和大小的测试通道，从而组合出一与待测设备相匹配的总测试量程，满足待测设备测试的量程需求，提高多通道测试电路的可靠性和兼容性。
附图说明
31.图1为本发明实施例提供的多通道测试电路的第一种结构示意图；
32.图2为本发明实施例提供的多通道测试电路的第二种结构示意图；
33.图3为本发明实施例提供的电压测试通道的结构示意图；
34.图4为本发明实施例提供的电流测试通道的结构示意图；
35.图5为本发明实施例提供的电阻测试通道的结构示意图；
36.图6为本发明实施例提供的多通道测试电路的第三种结构示意图。
具体实施方式
37.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.本发明实施例的第一方面提了一种多量程测试电路。
40.如图1所示，图1为本发明实施例提供的多通道测试电路的第一种结构示意图，本实施例中，多量程测试电路包括控制电路10以及与控制电路10电性连接的多个单通道测试电路，每个单通道测试电路包括至少一个测试通道，每个测试通道对应一个测试量程；
41.控制电路10，用于根据量程选择指令输出对应的通道选择信号至每个单通道测试电路；
42.所有单通道测试电路，用于根据通道选择信号组合连接总测试量程与待测设备的参数相匹配的若干测试通道，总测试量程等于若干测试通道对应的测试量程之和。
43.本实施例中，各单通道测试电路可包括至少一个测试通道，可对待测设备进行多种不同参数的测试，例如电压、电阻、电流、温度等参数的测试，各测试通道对应一测试量程，多个单通道测试电路可分别对待测设备的不同参数进行单独测试，多个单通道测试电路具有信号端，并与待测设备连接以进行参数测试，但是当待测设备的参数大于每一个单通道测试电路的电流测试通道中的测试量程时，则无法满足测试需求。
44.例如图1中，假设第一单通道测试电路20的电流测试通道的电流测试量程为0～10a，第二单通道测试电路30的电流测试通道的电流测试量程为0～20a，第三单通道测试电路40的电流测试通道的电流测试量程为0～20a，当待测设备的电流参数为25a时，单个单通道测试电路的电流测试通道均无法满足测试需求，此时，可通过上位机或者按键选择模块根据待测设备的电流参数输出通道选择指令至控制电路10，控制电路10进而输出通道选择
信号至对应的单通道测试电路，以对对应的电流测试通道进行合并组合，例如可将第一单通道测试电路20的电流测试通道和第二单通道测试电路30的电流测试通道进行合并组合，从而可组合出10a～30a的总测试量程，满足待测设备的测试需求，当待测设备的电流参数为45a时，则可将三个单通道测试电路的电流测试通道进行合并组合，从而组合出30a～50a的总测试量程，从而匹配待测设备的电流参数，满足待测设备的测试需求。
45.根据待测设备不同的参数类型和大小，可输出对应的通道选择指令至控制电路10，控制电路10进而控制各单通道测试电路中的相同类型和相应大小量程的测试通道进行组合连接，从而自适应组合出匹配待测设备参数的总测试量程。
46.本实施例中，控制电路10可为控制器，例如单片机、mcu、cpu等结构，单通道测试电路可为电压测试电路、电流测试电路、电阻测试电路、温度测试电路中的一者或者多者组合，具体结构可根据待测设备的测试需求进行选择。
47.同时，单通道测试电路根据测试类型不同，其内部测试通道的数量和对应测试量程的大小可对应选择设计，在此不做具体限制。
48.本发明通过采用控制电路10和以及多个单通道测试电路组成多通道测试电路，在对待测设备进行测试量时，控制电路10根据接收到的量程选择指令对各单通道测试电路进行通道选择，包括类型选择和量程组合选择，各单通道测试电路根据通道选择信号连接对应类型和大小的测试通道，从而组合出一与待测设备相匹配的总测试量程，满足待测设备测试的量程需求，提高多通道测试电路的可靠性和兼容性。
49.如图2所示，在一个实施例中，每个单通道测试电路包括电压测试电路、电流测试电路和电阻测试电路，例如第一单通道测试电路20包括第一电压测试电路21、第一电流测试电路22和第一电阻测试电路23，第二单通道测试电路30包括第二电压测试电路31、第二电流测试电路32和第二电阻测试电路33，第三单通道测试电路40包括第三电压测试电路41、第三电流测试电路42和第三电阻测试电路43，各电压测试电路包括电压测试通道和对应大小的电压测试量程，各电流测试电路包括电流测试通道和对应大小的电流测试量程，各电阻测试电路包括电阻测试通道和对应大小的电阻测试量程；
50.所有电压测试电路，用于根据通道选择信号组合连接总电压测试量程与待测设备的参数相匹配的若干电压测试通道，总电压测试量程等于若干电压测试通道对应的电压测试量程之和；
51.所有电流测试电路，用于根据通道选择信号组合连接总电流测试量程与待测设备的参数相匹配的若干电流测试通道，总电流测试量程等于若干电流测试通道对应的电流测试量程之和；以及
52.所有电阻测试电路，用于根据通道选择信号组合连接总电阻测试量程与待测设备的参数相匹配的若干电阻测试通道，总电阻测试量程等于若干电阻测试通道对应的电阻测试量程之和。
53.本实施例中，为了满足和匹配更多类型的待测设备的测试需求，各单通道测试电路分别包括电压测试电路、电流测试电路和电阻测试电路，电压电压测试电路、电流测试电路和电阻测试电路分别设有电压测试通道、电流测试通道和电阻测试通道，以及对应的电压测试量程、电流测试量程和电阻测试量程，例如在需要对待测设备的电压进行测试时，控制电路10根据接收到的通道选择指令输出相应的电压通选选择信号至各单通道测试电路
中的电压测试电路，从而将对应数量的电压测试通道进行组合连接，连接的测试通道的数量根据待测设备的电压参数以及各测试通道的测试量程进行对应选择，从而组合出一与待测设备的电压参数匹配的总电压测试量程，满足待测设备的电压测试需求，同理，电阻测试电路和电流测试电路的测试通道依据相同方法进行组合连接。
54.如图3所示，在一个实施例中，各电压测试通道分别通过第一开关组件k1依次级联，各电压测试通道包括第一基准电阻r0和第一分压电阻；
55.本级第一分压电阻的第一端通过一第一开关组件k1与上一级的第一分压电阻的第二端连接，本级第一分压电阻的第二端通过另一第一开关组件k1与下一级的第一分压电阻的第一端连接，本级第一分压电阻的第二端还与本级第一基准电阻r0的第一端连接构成本级电压测试通道的信号输出端，本级第一基准电阻r0的第二端接地；
56.第一开关组件k1，用于接收到通道选择信号时导通，以串联相邻两级的第一分压电阻。
57.根据电压测试原理，电压测试电路采用电阻分压方法进行电压测量，各电压测试通道中的基准电阻阻值相同，改变第一分压电阻的值即可改变通道的电压测试量程，且第一分压电阻的阻值越大，电压测试量程越大，因此，当待测设备需要更大的测试量程时，控制电路10输出通道选择信号，对应的第一开关组件导通，从而将各电压测试通道中连接的第一分压电阻串联，增大第一分压电阻的阻值并对应提高总电压测试量程，例如图3中，第一电压测试电路21的电压测试通道包括第一分压电阻r11和基准电阻r0，第二电压测试电路31的电压测试通道包括另一第一分压电阻r12和基准电阻r0，根据第一分压电阻的阻值不同，两个电压测试通道可获得不同的电压测试量程，当需要两个电压测试通道合并以增加测试量程时，第一开关组件导通，第一分压电阻r11和另一第一分压电阻r12串联，通过信号输入端vin1连接待测设备，以及从信号输出端vout2获取待测设备的比例电压，比例电压可反馈至采样模块或者采样电路从而获取待测设备的电压。
58.如图4所示，在一个实施例中，各电流测试通道分别通过第二开关组件k2依次级联，各电流测试通道包括采样电阻；本级采样电阻的第一端分别通过一第二开关组件k2与上一级采样电阻的第一端和下一级采样电阻的第一端连接，本级采样电阻的第一端为本级电流测试通道的信号输出端，本级采样电阻的第二端接地；
59.第二开关组件，用于接收到通道选择信号时导通，以并联相邻两级的采样电阻。
60.本实施例中，电流测试一般采用获取采样电阻的端电压进而获取待测设备的电流大小，采样电阻的大小决定了电流测试通道的测试量程，采样电阻越小，电流测试通道的测试量程越大，可测量的电流越大，因此，在需要更大的电流测试量程时，可通过控制第二开关组件k2导通以将各电流测试通道的采样电阻进行并联降低总的采样电阻值，具体并联的电流测试通道的采样电阻数量和阻值根据待测设备的电流参数进行对应选择。
61.如图5所示，在一个实施例中，各电阻测试通道分别通过第三开关组件k3依次级联，各电阻测试通道包括基准电压模块、第二分压电阻和第四开关组件k4；
62.本级基准电压模块、第四开关组件k4、第二分压电阻和待测设备依次电性连接，本级第二分压电阻的第一端通过一第三开关组件k3与上一级第二分压电阻的第二端连接，本级第二分压电阻的第二端通过另一第三开关组件k3与下一级第二分压电阻的第二端连接，本级第二分压电阻的两端和本级待测设备的两端分别为电阻测试通道的信号输出端；
63.第三开关组件k3，用于接收到通道选择信号时导通，以串联相邻两级的第二分压电阻；
64.第四开关组件k4，用于接收到通道选择信号时关断，以截止本级基准电压模块输出的基准电压vref。
65.本实施例中，电阻测量可通过比例分压的方法进行测量，通过在待测设备和第二分压电阻上施加基准电压vref，并获取待测设备例如rx1和rx2两端和第二分压电阻两端的电压，根据两个电压值和第二分压电阻的阻值即可获取待测设备的电阻值，因此，第二分压电阻的阻值越大，可测量的待测设备的阻值越大，对应的电阻测试量程越大，因此，在测试过程中需要获取更大的电阻测试量程时，可控制第三开关组件k3导通，本级的第四开关组件k4断开，如图5所示，第二电阻测试电路33的电阻测试通道包括第二分压电阻r22和第四开关组件k4，第一电阻测试电路23的电阻测试通道包括另一第二分压电阻r21和第四开关组件k4，当需要获取更大的电阻测试量程时，第二电阻测试电路33作为本级电阻测试电路时，第四开关组件k4断开，第一电阻测试电路23中的第四开关组件k4保持导通状态，基准电压经第二分压电阻r21和r22流入待测设备，第二分压电阻r21和r22合并串联，获得更大的电阻测试量程，通过获取第二分压电阻r21和r22两端的电压以及待测设备的电压即可确定待测设备的电阻值。
66.其中，各开关组件可为受控型开关组件，例如继电器、开关管等开关器件或者开关电路。
67.同时，在一个实施例中，单通道测试电路还包括多个采样电路(图未示出)；
68.多个采样电路分别设置在电压测试通道、电流测试通道和电阻测试通道内并与控制电路10电性连接；
69.多个采样电路，用于对连接在电压测试通道、电流测试通道和电阻测试通道的待测设备的电参数进行采样，并输出对应的采样数据至控制电路10。
70.本实施例中，各单通道测试电路中的各测试通道中还分别设置有采样电路以对连接在测试通道中的待测设备的电参数进行采样，包括电阻采样、电流采样和电压采样，并反馈对应的采样数据包括电压采样数据、电流采样数据和电阻采样数据至控制电路10，如图3至图5所示，采样电路根据电压测试通道、电流测试通道和电阻测试通道的具体电路结构可为电压计或者电流计等结构，具体根据需求进行选择。
71.如图6所示，在一个实施例中，多量程测试电路还包括通讯模块50，通讯模块50分别与控制电路10和上位机连接；
72.上位机，用于通过通讯模块50输出通道选择指令至控制电路10；
73.控制电路10，还用于将各采样数据通过通讯模块50反馈至上位机。
74.本实施例中，上位机用于输出通道选择指令，上位机中存储有通道策略表，根据待测设备的测试范围以及测试类型对应通道合并策略，上位机通过通讯模块50将相应的通道选择指令下发给控制电路10，控制电路10根据通道选择指令控制各个单通道测试电路中的测试通道的工作状态，进而达到自适应组合多量程的测试目的，同时，控制电路10将获取到的各个通道的电流、电压、电阻数据通过通讯模块50发送给上位机。
75.通讯模块50可为蓝牙、wifi等无线模块或者rs232、rs485等有线通讯模块，具体结构根据需求进行设计。
76.请继续参阅图6，同时，为了方便离网控制以及本地选择，在一个实施例中，多量程测试电路还包括用于输出通道选择指令的按键选择模块60，按键选择模块60与控制电路10电性连接。
77.按键选择模块60可为旋转按键、按钮按键或者触控按键等结构，测试人员可根据待测设备的电参数操作按键选择模块60，从而输出通道选择指令至控制电路10，以使控制电路10根据通道选择指令选择和组合对应类型和数量的测试通道，以满足待测设备的测试需求。
78.请继续参阅图6，在一个实施例中，多量程测试电路还包括显示模块70；
79.控制电路10，还用于将采样数据输出至显示模块60以显示各采样数据。
80.本发明还提出一种多量程测试装置，该多量程测试装置包括多量程测试电路，该多量程测试电路的具体结构参照上述实施例，由于本多量程测试装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
81.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。