一种高精度大量程电流测量系统的制作方法

1.本发明涉及低功耗设备电流检测、瞬态电流技术领域，具体为一种高精度大量程电流测量系统。


背景技术：

2.当前市面上大多是方案都是使用采样电阻加放大器的电流测量系统，当电流经过采样电阻后产生电压，通过差分放大器对采样电阻电压进行放大，最后通过模数转换和相应的计算获得流经采样电阻的电流，此方案简单易于实现，但是缺点也十分明显，流经采样电阻的电流与电压呈线性关系，随着电流增大采样电阻两端的压差也随着增大，从而影响测试设备输入电压，不同负载设备对输入电压的敏感程度不一样，当负载设备对电压较敏感时，此方案测量范围会受到很大限制，对测量范围内的电流测量比较准确，范围外的电流测试误差较大，因此局限很大，因此该方案不适合对电流变化较大的设备测量电流。


技术实现要素：

3.为实现上述实现高精度测量，大量程电流测量的目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度大量程电流测量系统，包括电源模块，所述电源模块的输出端信号连接有分流器，所述分流器顶端的输出端电连接有放大器，所述放大器的输出端电连接有ad转环与显示模块，所述分流器的右侧输出端电连接有测试设备，所述电源模块的底端输入端信号连接有反馈电路。
4.作为优选的，所述反馈电路的输入端与分流器和测试设备之间的线路中连接，所述电源模块的左侧输入端与外界通过电线连接，输入端与分流器和测试设备之间线路连接的反馈电路连接能够不影响信号传递的同时，能够将数据传递至电源模块中。
5.作为优选的，所述放大器是由同向输入端和反向输入端组成输入级，所述放大器包括有输入级、中间级和输出级，且通过偏置电路连接，双向输入级组成的输入端可以进行不同电流的信号传输，具有一定的适配性，同时由输入级、中间级和输出级在组成的放大器可以组成一个完成的导通电路，偏置电路能够增强整个放大器的稳定性。
6.作为优选的，所述反馈电路包括有开关电路、低通滤波器、脉宽调制器和误差放大器进行数据测量的工作，且误差放大器包括有正负极的内部参考源，反馈电路中安装的低通滤波器和脉宽调制器具有高效精确的目的，同时配合误差放大器进行电路稳定分析，正负极的内部参考源可以更加平衡。
7.作为优选的，所述分流器的输出端开设有信号线插口，所述分流器与电源模块的连接处通过in端进入，安装的信号插口方便分流器通过电线与分流器和电源模块，通过in端进入更加稳定。
8.作为优选的，所述分流器的输出端的数量为两个，两个所述分流器的输出端分别为out1和out2，两个输出端分别对应放大器和测试设备连接，两个输出端对应大小不同的电流。
9.作为优选的，所述分流器的两个输出端分别对应流经的高电流和低电流，所述分流器连接有高增益检测电路，分流器引导电流进入低阻抗检测电路，从而获得大量电流测量范围，通过分流器的引导可以达到对电流精度与量程的平衡,分流器是用来测量直流电流用，要是根据在直流电流通过电阻时会在电阻的两端产生电压的原理制成的,分流器实际上就是一个阻值很小的电阻，当有直流电流通过时，产生压降，供直流电流表显示。
10.作为优选的，所述电源模块的内部安装有电压转换器，所述放大器的输出端安装有信号导流插座，安装的电压转换器能够将电流整合为相对平衡的电压，同时安装的信号导流插座方便进行信号传输。
11.本发明的有益效果是：一种高精度大量程电流测量系统，通过不采用采样电阻加放大器的形式，直接通过分流器放大器进行测试电流的目的，通过电源模块补偿分流器因电流采样产生的压降，使得测量设备的输入电压不会因为电流的变化而变化，电流进入分流器中，分流器将进入的电流后进行引导不同大小的电流进入不同增益电路，当电流较小时，分流器引导电流进行高增益检测电路，可以获取高精度电流值，当电流值增大时，电流值通过out1端输出，经过低阻值电阻和低增益放大获得大电流值，通过以上方案实现低电流值的高精度，大电流值的大范围测量，从而实现对测量精度与测量范围的要求，随后经过分流器后进入放大器中，放大器将分流器的输出的电流进行放大，提高测量精度与量程，而后通过ad转环与显示模块主要是将放大器输出信号进行数模转换和显示。
附图说明
12.图1为本发明系统框架结构示意图；
13.图2为本发明中放大器解析示意图；
14.图3为本发明中反馈电路解析示意图；
15.图4为本发明中分流器基本原理示意图。
16.图中：1、电源模块；2、分流器；3、放大器；4、ad转环与显示模块；5、测试设备；6、反馈电路。
具体实施方式
17.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、完整地描述，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
18.请参阅图1，一种高精度大量程电流测量系统，包括电源模块1，电源模块1的内部安装有电压转换器，放大器3的输出端安装有信号导流插座，安装的电压转换器能够将电流整合为相对平衡的电压，同时安装的信号导流插座方便进行信号传输，电源模块1的输出端信号连接有分流器2，分流器2的输出端开设有信号线插口，分流器2与电源模块1的连接处通过in端进入，安装的信号插口方便分流器2通过电线与分流器2和电源模块1，通过in端进入更加稳定，分流器2顶端的输出端电连接有放大器3，放大器3的输出端电连接有ad转环与显示模块4，分流器2的右侧输出端电连接有测试设备5，电源模块1的底端输入端信号连接有反馈电路6，反馈电路6是将放大器输出信号的一部分或全部，回收到放大器3输入端与输
入信号进行比较，并用比较所得的有效输入信号去控制输出，这就是放大器3的反馈过程，。
19.根据图1中反馈电路6的输入端与分流器2和测试设备5之间的线路中连接，电源模块1的左侧输入端与外界通过电线连接，输入端与分流器2和测试设备5之间线路连接的反馈电路6连接能够不影响信号传递的同时，能够将数据传递至电源模块1中。
20.根据图2中放大器3是由同向输入端和反向输入端组成输入级，放大器3包括有输入级、中间级和输出级，且通过偏置电路连接，双向输入级组成的输入端可以进行不同电流的信号传输，具有一定的适配性，同时由输入级、中间级和输出级在组成的放大器3可以组成一个完成的导通电路，偏置电路能够增强整个放大器3的稳定性，在放大器3实际测量方案中，小电流测量中使用的是差分放大,差分放大电路又称为差动放大电路，当该电路的两个输入端的电压有差别时，输出电压才有变动，大电流测量使用了一颗电流检测ic。
21.根据图3中反馈电路6包括有开关电路、低通滤波器、脉宽调制器和误差放大器3进行数据测量的工作，且误差放大器3包括有正负极的内部参考源，反馈电路6中安装的低通滤波器和脉宽调制器具有高效精确的目的，同时配合误差放大器3进行电路稳定分析，正负极的内部参考源可以更加平衡。
22.根据图1、图4中分流器2的输出端的数量为两个，两个分流器2的输出端分别为out1和out2，两个输出端分别对应放大器3和测试设备5连接，两个输出端对应大小不同的电流，分流器2的两个输出端分别对应流经的高电流和低电流，分流器2连接有高增益检测电路，分流器2引导电流进入低阻抗检测电路，从而获得大量电流测量范围，通过分流器2的引导可以达到对电流精度与量程的平衡,分流器2是用来测量直流电流用，要是根据在直流电流通过电阻时会在电阻的两端产生电压的原理制成的,分流器2实际上就是一个阻值很小的电阻，当有直流电流通过时，产生压降，供直流电流表显示。
23.工作原理：一种高精度大量程电流测量系统，主要应用于低功耗设备电流检测、瞬态电流检测技术领域，当进行电流测量时，电源模块1通电给测试设备5提供测试设备5所需的工作电压,同时通过电源模1块补偿分流器因电流采样产生的压降，使得测量设备的输入电压不会因为电流的变化而变，随后电流进入分流器2中，分流器2将进入的电流后进行引导不同大小的电流进入不同增益电路，当电流较小时，分流器2引导电流进行高增益检测电路，可以获取高精度电流值，当电流增大时，分流器2引导电流进入低阻抗检测电路，从而获得大量电流测量范围，通过分流器2的引导可以达到对电流精度与量程的平衡，电流从in端进入，从out1/2端输出，当输入电流较小时，out2端的输入阻抗较小，电流从out2端输出，其电流经过out2的采样电阻和高增益放大获得高精度电流值，当电流值增大时，电流值通过out1端输出，经过低阻值电阻和低增益放大获得大电流值，通过以上方案实现低电流值的高精度，大电流值的大范围测量，从而实现对测量精度与测量范围的要求，随后经过分流器2后进入放大器3中，放大器3将分流器2的输出的电流进行放大，提高测量精度与量程，而后通过ad转环与显示模块4主要是将放大器3输出信号进行数模转换和显示。
24.综上所述，一种高精度大量程电流测量系统，通过不采用采样电阻加放大器3的形式，直接通过分流器2放大器3进行测试电流的目的，通过电源模块补偿分流器因电流采样产生的压降，使得测量设备的输入电压不会因为电流的变化而变化，电流进入分流器2中，分流器2将进入的电流后进行引导不同大小的电流进入不同增益电路，当电流较小时，分流器2引导电流进行高增益检测电路，可以获取高精度电流值，当电流值增大时，电流值通过
out1端输出，经过低阻值电阻和低增益放大获得大电流值，通过以上方案实现低电流值的高精度，大电流值的大范围测量，从而实现对测量精度与测量范围的要求，随后经过分流器2后进入放大器3中，放大器3将分流器2的输出的电流进行放大，提高测量精度与量程，而后通过ad转环与显示模块4主要是将放大器3输出信号进行数模转换和显示。
25.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。