CN101839936B - 一种电流测量装置 - Google Patents

Abstract

一种电流测量装置，涉及直流电流测量，包含导入端251、控制部件255、开关部件252、采样部件253、测量部件254。其中，采样部件253具有采样端262、采样端263和采样端280，开关部件252包含用于控制导入端251与采样端262之间的线路的导通或开路的开关282，用于使导入端251与采样端263或采样端280之一导通的开关283。采样部件253包含连接在采样端280和测量部件254之间的电流电压转换电路265，电流电压转换电路265受控制部件255控制，导通或截止。在开关282、283或276变换时，本发明的电流测量装置的导入端251不出现瞬间断路现象，可以有效的保护被测电路，且，控制方法简单，工作稳定。

Description

一种电流测量装置

技术领域

本发明的一种电流测量装置涉及到电变量测量领域，特别是涉及到电流测量领域。

背景技术

在现有技术中，很多的测量设备具有电流测量能力，比如电流表、万用表，有些示波器和测试系统中也增加有电流测量能力。

其中，最常使用的电流测量电路具有两个电流测量端子1、2，采样电路3、测量电路4、控制电路5，其中电流测量端子1、2分别用于大电流测量和小电流测量，如图1所示，以直流电流测量为例，大电流的测量范围通常是指200mA-10A的范围，小电流的测量范围通常指小于或等于200mA的范围。

当测量大电流时，比如，当电流为200mA-10A时，电流将流经大电流测量端子1，大电流采样端6、然后经由虚线框所示的采样电路3转换为电压信号输出到测量电路4的一个输入端。

测量小电流时，比如，当电流为2mA-200mA时，电流流过小电流测量端子2，二选一开关7，小电流采样端8、然后经由采样电路3转换为电压信号输出到测量电路4的一个输入端。

测量微弱电流时，比如，当电流为小于或等于2毫安时，电流流过小电流测量端子2，二选一开关7，微电流采样端9、然后经由采样电路3转换为电压信号输出到测量电路4的又一个输入端。

测量电路4是一个多功能电路，内部包括用以选择对那一路信号进行测量的多路开关转换电路，用以对测量量程进行细分的程控放大电路，还包括A/D转换电路等。在进行交流测量时，电路中还会包括用于执行交流直流信号转换的处理电路。

在控制电路5的控制下，测量电路4可以对输入的一个电流信号进行测量，并将测量结果输出到控制电路5，用于计算、数据处理、控制或显示。

用于将输入的电流信号转换为电压信号的采样电路3有多种不同的电路结构，最为简单的采样电路3是无源电流电压转换电路，如，由连接在大电流采样端6和公共端10之间的电阻11构成的无源电流电压转换电路，当输入电流流经电阻11时，电流信号即被转换为电压信号，该电阻11上的电压即为转换后的电压信号，输出到测量电路4的一个输入端，用于测量。

多个采样端也可以共用一个无源采样电路，比如小电流采样端8与大电流采样端6，共用一个由电阻12、13串联连接而成的采样电路14，参考图2，其中端点15形成了采样电路14的输出端，该端点15用于连接测量电路4。

为了提高直流的微弱电流测量的准确度，再参考图1，比如小于或等于2mA的直流电流时，在采样电路3中，微电流采样端9可以连接一个有源电流电压转换电路16。

有源电流电压转换电路16有多种电路结构，其最典型的电路是由一个串联在有源电流电压转换电路16的输入端17和输出端18之间的电阻19和一个运算放大器20构成，参考图3，该放大器20的负极性输入端串联连接输入端17，该放大器20的输出端21连接有源电流电压转换电路16的输出端18，放大器20的正极性输入端连接公共端10。这个电路可以将来自输入端17的微弱电流转换为电压信号，并通过输出端18将该电压值输出到测量电路4。

上述的电流测量电路是现有技术中最为常见的电路结构，在很多产品中都得到了应用，比如Fluke 8808A就采用这一电路结构。

现有技术中的电流测量电路存在的最大问题是，大电流测量与小电流测量采用两个不同的导入端1、2，在频繁测量大电流和小电流时，需要不停地更换电流导入端，使用较为麻烦。

为了避免上述的问题，一些测量设备采用了只具有一个输入端的电流测量电路，参考图4。

这些设备，通常具有依次串联连接的一个电流导入端100、保护电路101、由开关102、103构成的开关电路，采样电路104和测量电路105。

设备中，通常还具有一个用于控制开关102、103的控制电路106，，使被测信号接入采样电路104，同时该控制电路106还用于控制测量电路105执行电流测量操作。

电路中的保护电路101通常用于防止过流和过压，有的测试设备还包括过温保护电路。

采样电路104是一个无源电流电压转换电路，该电路由串联在公共端110上的三个电阻107、108、109构成，结合参考图5，三个电阻107、108、109的三个连接点分别构成采样电路104的大电流采样端111、小电流采样端112和微电流采样端113。

当被测电流为大电流，比如在1A-10A范围时，在控制电路106的控制下，开关102将被测信号连接到采样电路104的大电流采样端111，此时，被测电流信号流过小阻值的电流取样电阻107后，回流到公共端110，此时，会在电阻107上形成一个电流电压转换电压，该电压经过采样电路的输出端114输出到测量电路105，根据测量电路105的电压测量值和电阻107的阻值，控制电路106既可以计算出被测电流的大小。

当被测电流为小电流，比如在20mA～200mA范围时，在控制电路106的控制下，开关102将被测信号连接到开关103的输入端子115，开关103切换到连接采样电路104的小电流采样端112，此时，被测电流信号流过电流取样电阻108、107后，回流到公共端110，此时，会在电阻108、107上形成一个电流电压转换电压，该电压经过采样电路的输出端114输出到测量电路105，根据测量电路105的电压测量值和电阻108、107的阻值，控制电路106既可以计算出被测电流的大小。

当被测电流为微电流，或称之为弱小电流时，比如在小于2mA的范围时，在控制电路106的控制下，开关102将被测信号连接到开关103的输入端子115，开关103切换到连接采样电路104的微电流采样端113，此时，被测电流信号会流过电流取样电阻109、108、107后，回流到公共端110，此时，会在电阻109、108、107上形成一个电流电压转换电压，该电压经过采样电路的输出端114输出到测量电路105，根据测量电路105的电压测量值和电阻109、108、107的阻值，控制电路106既可以计算出被测电流的大小。

这一电路虽具有诸多的优点，特别是解决了利用多个电流测量端进行电流测量所引发的使用不便的问题，但同时它也又引出了新的问题如下，参考图4：

1、当导入端100和公共端110连接到被测电路中后，被测电流会经过导入端100流入到开关102，一旦开关102或103执行切换动作，导入端100和公共端110之间就会发生瞬间断路的状况，这一状况对被测电路而言往往是十分危险的，常常会使得被测电路发生故障甚至损坏。

2、由于无论测量微弱电流还是测量大电流，被测信号都要流经开关102才能到达采样电路104，但由于执行大电流切换时，开关102往往会因为电流过大原因、或发热原因或火花原因、导致自身触点阻抗发生变化，出现触电钝化现象，一旦发生这种情况，电路测量微小电流的精度就会大大下降。

发明内容

为了解决电流测量中，大电流测量与小电流测量采用两个不同的导入端所引入的使用不方便的问题、也为了解决开关电路容易导致测量回路瞬间断路的问题，本发明提供了一种不同于现有技术的电流测量装置。

该电流测量装置包含一个控制部件和依次串联连接的一个导入端、一个开关部件、一个电流采样部件、一个测量部件，所述的电流采样部件具有一个大电流采样端、一个小电流采样端、所述的开关部件，包含受所述的控制部件控制的一个第一开关和一个第二开关，所述的第一开关，用于使所述的导入端与所述的第一采样端之间的线路导通或开路；所述的第二开关，用于使所述的导入端与所述的小电流采样端之间的线路导通或开路，所述的测量装置具有如下电流测量控制步骤：

首先，使所述的导入端与一个所述的采样端之间的线路导通；

然后，使所述的导入端与另一个所述的采样端之间的线路开路；

然后，使所述的测量部件执行测量。

为了解决电流测量中，大电流测量与小电流测量采用两个不同的导入端所引入的使用不方便的问题、也为了解决开关电路容易导致测量回路瞬间断路的问题，本发明还提供了又一种电流测量装置。

该电流测量装置包含一个控制部件和依次串联连接的一个导入端、一个开关部件、一个电流采样部件、一个测量部件，其中，所述的电流采样部件具有一个大电流采样端、一个小电流采样端和一个微小电流采样端，所述的开关部件包含受所述控制部件控制的一个第一开关、一个第二开关和一个第三开关；

所述的第一开关，用于使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路导通或开路；

所述的第二开关，用于使所述的导入端与所述的小电流采样端或所述的第三开关的输入端之一导通；

所述的第三开关，用于使其输入端与所述的微小电流采样端之间的线路的导通或开路。

本发明所述的装置可以包含如下电流测量控制步骤：

首先，使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路导通；

然后，使所述的第三开关的输入端与所述的微小电流采样端之间的线路开路；

然后，使所述的测量部件执行测量。

为了解决直流电流测量中，大电流测量与小电流测量采用两个不同的导入端所引入的使用不方便的问题、也为了解决开关电路容易导致测量回路瞬间断路的问题，本发明提供了一种电流测量装置。

该电流测量装置，包含一个控制部件和依次串联连接的一个导入端、一个开关部件、一个电流采样部件、一个测量部件，其中，所述的电流采样部件具有一个大电流采样端、一个小电流采样端和一个微小电流采样端，所述的开关部件，包含受所述控制部件控制的一个第一开关和一个第二开关，其中：

所述的第一开关，用于使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路的导通或开路；

所述的第二开关，用于使所述的导入端与所述的小电流采样端或所述的微小电流采样端之一导通；

所述的电流采样部件包含一个连接在微小电流采样端和测量部件之间的有源电流电压转换电路，所述的有源电流电压转换电路受所述的控制部件控制，导通或截止。

本发明所述的装置还可以包含如下电流测量操作步骤：

首先，使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路导通；

然后，使所述的有源电流电压转换电路截止；

然后，使所述的测量部件执行测量。

所述的有源电流电压转换电路可以包括一个运算放大器、一个依次串联连接在运算放大器的反相输入端和运算放大器输出端之间的采样电阻和一个控制开关，所述的运算放大器的反相输入端与所述的采样电阻之间的连接端连接所述的程控有源电流电压转换电路的输入端，所述的控制开关与所述的采样电组的连接端连接所述的程控有源电流电压转换电路的输出端。

所述的有源电流电压转换电路中，所述的运算放大器的反相输入端可以通过一个限流电阻与所述的采样电阻连接，在所述的限流电阻与采样电阻的连接端与所述的有源电流电压转换电路的输入端之间还可以连接有一个由二极管电路、电感和阻尼电阻并联连接构成的保护电路。

为了解决直流电流测量中，大电流测量与小电流测量采用两个不同的导入端所引入的使用不方便的问题、也为了解决开关电路容易导致测量回路瞬间断路的问题，本发明提供了又一种电流测量装置。

该电流测量装置包含一个控制部件和依次串联连接的一个导入端、一个开关部件、一个电流采样部件、一个测量部件，其中，所述的电流采样部件具有一个大电流采样端和一个小电流采样端，所述的开关部件，包含受所述控制部件控制的一个第一开关和一个第二开关，其中：

所述的装置还具有一个连接在导入端和测量部件之间的有源电流电压转换电路，所述的有源电流电压转换电路受所述的控制部件控制，导通或截止。

所述的第一开关，用于使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路的导通或开路；

所述的第二开关，用于使所述的导入端与所述的小电流采样端之间的线路的导通或开路；

本发明所述的装置还可以包含如下电流测量操作步骤：

首先，使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路导通；

然后，使所述的有源电流电压转换电路截止或使所述的导入端与所述的小电流采样端之间的线路开路；

然后，使所述的测量部件执行测量。

所述的有源电流电压转换电路可以包括一个运算放大器、一个依次串联连接在运算放大器的反相输入端和运算放大器输出端之间的采样电阻和一个控制开关，所述的运算放大器的反相输入端与所述的采样电阻之间的连接端连接所述的程控有源电流电压转换电路的输入端，所述的控制开关与所述的采样电组的连接端连接所述的程控有源电流电压转换电路的输出端。

所述的有源电流电压转换电路中，所述的运算放大器的反相输入端可以通过一个限流电阻与所述的采样电阻连接，在所述的限流电阻与采样电阻的连接端与所述的有源电流电压转换电路的输入端之间还可以连接有一个由二极管电路、电感和阻尼电阻并联连接构成的保护电路。

本发明所述的电流测量装置可以是电流表、也可以是具有电流测量能力的其他仪表，包括万用表，示波器、综合参数测试测量设备。

本发明所述的装置不仅解决了现有技术存在的瞬间断路的问题，而且控制方法简单，使开关变换时不出现瞬间断路。更在直流测量中，不仅解决开关调变的问题，而且提高了微小电流的测量精度，且因有源电流电压转换电路中的控制开关可以采用半导体开关，从而极大的提高了开关的使用寿命。

附图说明

图1所示为现有技术中具有两个电流导入端的测量装置的说明图。

图2所示为现有技术中的采样电路的说明图。

图3所示为现有技术中的有源电流电压转换电路的原理说明图。

图4所示为现有技术中的只具有一个电流导入端的测量装置的说明图。

图5所示为现有技术中的测量装置的开关电路的结构说明图。

图6所示为本发明第一实施例所选万用表的电路结构说明图。

图7所示为第一实施例所选万用表的测量电路204的电路结构说明图。

图8所示为第一实施例所选万用表的大电流开关设置流程300的说明图。

图9所示为第一实施例所选万用表的小电流开关设置流程310的说明图。

图10所示为本发明第二实施例所选万用表的局部电路结构说明图。

图11所示为第二实施例所选万用表的大电流开关设置流程320的说明图。

图12所示为第二实施例所选万用表的小电流开关设置流程330的说明图。

图13所示为第二实施例所选万用表的微电流开关设置流程340的说明图。

图14所示为本发明第三实施例所选万用表的局部电路结构说明图。

图15所示为第三实施例所选万用表的大电流开关设置流程400的说明图。

图16所示为第三实施例所选万用表的小电流开关设置流程410的说明图。

图17所示为第三实施例所选万用表的微电流开关设置流程420的说明图。

图18所示为本发明的第四实施例所选万用表的电路结构说明图。

图19所示为第四实施例所选万用表的测量电路254的电路结构说明图。

图20所示为第四实施例所选程控有源电流电压转换电路265的说明图。

图21所示为第四实施例所选万用表的大电流开关设置流程500的说明图。

图22所示为第四实施例所选万用表的小电流开关设置流程510的说明图。

图23所示为第四实施例所选万用表的微电流开关设置流程520的说明图。

图24所示为本发明的第五实施例所选万用表的电路结构说明图。

图25所示为第五实施例所选万用表的大电流开关设置流程600的说明图。

图26所示为第五实施例所选万用表的小电流开关设置流程610的说明图。

图27所示为第五实施例所选万用表的微电流开关设置流程620的说明图。

图28所示为第四实施例所选有源电流电压转换电路265的又一举例说明图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的一种电流测量装置，下面结合附图说明本发明所选用的第一实施例。

在本发明的第一实施例中，所述的一种电流测量装置是数字万用表。

该数字万用表具有一个电流导入端201，一个开关电路202、一个采样电路203、一个测量电路204、一个控制电路205，参考图6。

其中，开关电路202由一个第一开关206和一个第二开关207组成。

采样电路203由两个依次串联连接在采样电路203的输出端208和公共端209之间的电阻210、211组成，其中，电阻210和电阻211的中间连接点构成了采样电路203的大电流采样端212，电流采样电路203的输出端208连接有一个小电流采样端213。

在本第一实施例中，第一开关206为受控制电路205控制开合的单刀开关，第一开关206连接在导入端201和采样电路203的大电流采样端212之间，用于控制所述的导入端201与大电流采样端212之间的线路导通或开路。

第二开关207为受控制电路205控制开合的单刀开关，连接在导入端201和采样电路203的小电流采样端213之间，用于控制所述的导入端201与小电流采样端213之间的线路导通或开路。

在本第一实施例中，控制电路205具有控制端223，用于控制开关电路202和测量电路204执行测量操作。

在本第一实施例中，控制电路205，还连接有万用表的面板、健盘、显示器和I/O接口。

在本第一实施例中，测量电路204可以实现交流电压测量。结合参考图6和图7，测量电路204包括一个输入端214和一个输出端215，在输入端214和输出端215之间依次串联连接有一个开关网络电路216、一个AC程控放大器电路217、一个有效值直流转换器电路218、一个多路开关电路219、一个缓冲放大器电路220和一个A/D转换器电路221。

开关网络电路216是一个受控制电路205控制的开关，用于控制是否使输入端214与AC程控放大器电路217的输入端联通。

AC程控放大器电路217是一个受控制电路205控制的、具有测量量程的档位转换功能，在被测量的信号的幅值不符合A/D转换器电路221的量程范围时，控制电路205可以通过控制和调节AC程控放大器电路217的增益，实现测量量程的档位转换操作，使输出到A/D转换器电路221的被测信号的幅度与A/D转换器电路221的满量程输入相匹配，以便到达到A/D转换器电路221的信噪比最大化的目的。

有效值直流转换器电路218的作用是用于将输入的交流电压信号的有效值转换为与之相对应的直流电压。

在测量电路204中，缓冲放大器电路220和A/D转换器电路221用于直流电压测量，可以将被测模拟直流电压信号转换为数字信号，并将其输出到控制电路205中。在本第一实施例中，缓冲放大器电路220的通常是用于提高A/D转换器电路221的输入阻抗，或提高前一级电路的输出驱动能力。

多路开关电路219，用于从多个接入端222中选择一个信号接入端，用以输入缓冲放大器电路220和A/D转换器电路221。在多路开关电路219选择连接的多个接入端222中，包括有效值直流转换器电路218的输出端，连接该连接端的目的在于测量由输入端214引入的交流电流信号；在多路开关电路219中，有的接入端222可以直接与采样电路203的输出端208连接，直接与采样电路203的输出端208连接的目的在于测量由导入端201引入的直流电流信号；在多路开关电路219选择连接的多个接入端222中，还可以包括了来自温度传感器电路或其他信号采集电路的直流电压信号。

在本第一实施例中，测量电路204输出端215连接控制电路205，参考图6，控制电路205用于对测量结果进行数据处理、其中包括数据计算、数据存储、数据传输、数据显示等类型的数据处理。

在本第一实施例中，根据测量需要，所述的测量电路204还可以有多种的电路结构，比如，在AC程控放大器电路217之前或还包括AC程控放大器电路217和有效值直流转换器电路218之间，可以增加用于隔离直流信号的隔直电路或滤波电路，用以消除信号中的直流信号或高频噪音信号，在AC程控放大器电路217和有效值直流转换器电路218之间也可以增加有缓冲放大器组成的电路、用以提高输入阻抗，在A/D转换电路221的前面还则以增加有更加细致的由程控放大器电路构成的档位变换电路，用以更加细致的变换直流测量量程，优化A/D转换电路221的信噪比。

在本第一实施例中，所述的控制电路205是由微处理器构成，其中还包括时钟电路、显示部件、键盘、存储部件、I/O端口等电路部件。

在有些应用中，所述的控制电路205可以采用专用的仪器仪表控制器构成，如采用数字信号处理单元(DSP)构成，有时也可以采用FPGA等可编程器件构成，一些仪器仪表是采用台式计算机、移动式计算机、单板机构成，在某些时候，也可以是由微处理器和DSP或FPGA混合搭建而成的中央处理单元构成。

在本第一实施例中，在执行交流电流信号测量时，电流导入端201，既可以用于大电流测量，也可以用于小电流测量，大电流的测量范围通常是指200MA-10A的范围，小电流的测量范围通常指＜200mA的范围。

在执行电流信号测量时，为测量大电流信号，比如，200MA-10A范围中的交流电流信号，控制电路205执行有一个大电流信号开关设置流程300，结合参考图6和图8，可以使开关电路202中的开关206闭合导通，开关207处于开路状态，且，在开关206、207的开关过程中，导入端201不出现瞬间断路的现象。

大电流信号开关设置流程300，包括有如下的步骤：

步骤301：等待接收大电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部的大电流信号测量指令时，如来自键盘或通过I/O接口发送来的大电流信号测量指令时，或接收到来自内部的大电流信号测量指令时，如来自自动量程控制或条件判断程序发出的大电流信号测量指令时，执行步骤302，否则继续等待。

步骤302：

检查开关电路202的当前设置状态；

在开关电路202的当前设置状态是大电流测量状态时，即开关206为闭合导通，开关207开路时，执行步骤303，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态是小电流测量状态时，即开关206为开路，开关207为闭合导通时，执行步骤304；

步骤304：首先，使开关206闭合导通，然后执行步骤305

步骤305：使开关207开路，然后再执行步骤303，使测量电路204对被测信号进行测量。

在执行大电流信号开关设置流程300时，被测交流信号经过开关206，大电流采样端212后、在电阻211上将被测交流电流信号转换为交流电压信号，然后，该电压信号经采样电路203的输出端208输出到测量电路204的输入端214。

在执行电流信号测量时，为测量小电流信号，比如，小于或等于200mA的交流电流信号，控制电路205还执行有一个小电流信号开关设置流程310，结合参考图6和图9，用于使开关电路202中的开关207闭合导通，使开关206处于开路状态，且，在开关206、207的开关过程中，导入端201不出现瞬间断路的现象。

小电流信号开关设置流程310，包括有如下的步骤：

步骤311：等待接收小电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的小电流信号测量指令时，执行步骤312，否则继续等待。

步骤312：

检查开关电路202的当前设置状态；

在开关电路202的当前设置状态是小电流测量状态时，即开关207为闭合导通，开关206开路时，执行步骤313，使测量电路204对被测信号进行测量

在开关电路202的当前设置状态是大电流测量状态时，即开关207为开路，开关206为闭合导通时，执行步骤314；

步骤314：首先，使开关207闭合导通，然后执行步骤405

步骤315：使开关206开路，然后再执行步骤313，使测量电路204对被测信号进行测量。

在执行小电流信号开关设置流程310时，被测交流信号经过开关207，小电流采样端213后、在电阻210和电阻211上将被测交流电流信号转换为交流电压信号，然后，该电压信号经采样电路203的输出端208输出到测量电路204的输入端214。

作为本发明的第二实施例，不同于前面所述的第一实施例，所述的万用表中的采样电路203是由依次串联连接在采样电路203的输出端208和公共端209之间的电阻225、226、227构成，结合参考图6和图10，其中，电阻226和电阻227的中间连接点构成了采样电路203的大电流采样端228，电阻225和电阻226的中间连接点构成了采样电路203的小电流采样端229，电流采样电路203的输出端208连接有一个微小电流采样端230。

开关电路202由一个第一开关231、一个第二开关232和一个第三开关233组成。

第一开关231为受控制电路205控制开合的单刀开关，连接在导入端201和采样电路203的大电流采样端228之间，用于控制所述的导入端201与大电流采样端228之间的线路导通或开路。

第二开关232为受控制电路205控制开合的单刀开关，连接在导入端201和采样电路203的小电流采样端229之间，用于控制所述的导入端201与所述的小电流采样端229之间的线路导通或开路。

第三开关233为受控制电路205控制开合的单刀开关，，连接在导入端201和采样电路203的微小电流采样端230之间，用于控制所述的导入端201与所述的微小电流采样端230之间的线路导通或开路。

在本第二实施例中，所述的导入端201既可以用于执行大电流测量，小电流测量，也可以用于执行微电流测量，其中大电流的测量范围通常是指200mA-10A的范围，小电流的测量范围通常指小于或等于200mA的范围，微电流测量通常是指小于或等于2mA的范围。

在本实施例中，在执行电流信号测量时，结合参考图6、图10和图11，为了测量大电流信号，控制电路205执行有一个大电流信号开关设置流程320，使开关电路202中的开关231闭合导通，使开关232、233处于开路状态，且，在开关231、232、233的开关过程中，导入端201不出现瞬间断路的现象。

大电流信号开关设置流程320，包括有如下的步骤：

步骤321：等待接收大电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的大电流信号测量指令时，执行步骤322，否则等待。

步骤322：

检查开关电路202的当前设置状态；

在开关电路202的当前设置状态是大电流测量状态时，即开关231为闭合导通，开关232、233开路时，执行步骤323，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态非大电流测量状态时，即开关231为开路，而开关232或开关233之一为闭合导通时，执行步骤324；

步骤324：首先，使开关231闭合导通，然后执行步骤325

步骤325：使闭合导通的开关232或开关233开路，然后再执行步骤323，使测量电路204对被测信号进行测量。

在执行大电流信号开关设置流程320时，被测信号经过开关231，大电流采样端228后、在电阻227上将被测电流信号转换为电压信号，然后，该电压信号经采样电路203的输出端208输出到测量电路204的输入端214。

在执行电流信号测量时，结合参考图6、图10和图12，为了测量小电流信号，控制电路205还执行有一个小电流信号开关设置流程330，用于使开关电路202中的开关232闭合导通，使开关231、233处于开路状态。且，在开关231、232、233的开关过程中，导入端201不出现瞬间断路的现象。

小电流信号开关设置流程330，包括有如下的步骤：

步骤331：等待接收小电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的小电流信号测量指令时，执行步骤332，否则等待。

步骤332：

检查开关电路202的当前设置状态；

在开关电路202的当前设置状态是小电流测量状态时，即开关232为闭合导通，开关231、233开路时，执行步骤333，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态是一个微电流测量状态时，即开关231、232为开路，开关233为闭合导通时，执行步骤334；

步骤334：首先，使开关232闭合导通，然后执行步骤335

步骤335：使开关233开路，然后再执行步骤333，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态是大电流测量状态时，即开关232、233为开路，开关231为闭合导通时，执行步骤334；

步骤334：首先，使开关232闭合导通，然后执行步骤335

步骤335：使开关231开路，然后再执行步骤333，使测量电路204对被测信号进行测量。

在执行小电流信号开关设置流程330时，被测信号经过开关232，小电流采样端229后、在电阻226和电阻227上将被测电流信号转换为电压信号，然后，该电压信号经采样电路203的输出端208输出到测量电路204的输入端214。

在执行电流信号测量时，结合参考图6、图10和图13，为了测量微弱电流信号，控制电路205还执行有一个微电流信号开关设置流程340，用于使开关电路202中的开关233闭合导通，使开关231、232处于开路状态，且，在开关231、232、233的开关过程中，导入端201不出现瞬间断路的现象。

微电流信号开关设置流程340，包括有如下的步骤：

步骤341：等待接收微电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的微电流信号测量指令时，执行步骤342，否则等待。

步骤342：

检查开关电路202的当前设置状态；

在开关电路202的当前设置状态是微电流测量状态时，即开关233为闭合导通，开关231、232开路时，执行步骤343，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态是小电流测量状态时，即开关231、233为开路，开关232为闭合导通时，执行步骤344；

步骤344：首先，使开关233闭合导通，然后执行步骤345

步骤345：使开关232开路，然后再执行步骤343，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态是大电流测量状态时，即开关232、233为开路，开关231为闭合导通时，执行步骤344；

步骤334：首先，使开关233闭合导通，然后执行步骤345

步骤345：使开关231开路，然后再执行步骤343，使测量电路204对被测信号进行测量。

在执行微电流信号开关设置流程340时，被测信号经过开关233，微小电流采样端230后、在电阻225、电阻226和电阻227上将被测电流信号转换为电压信号，然后，该电压信号经采样电路203的输出端208输出到测量电路204的输入端214。

在上述第一和第二实施例所述的万用表中，利用控制电路205对开关231、232、233进行控制时，使每一时刻总有一个开关为闭合导通状态，从而使导入端不会出现断路现象。

在本实施例中，测量电路204中的多路开关电路219的输入端222之一可以直接连接所述的采样电路203的输出端208，用以测量直流电流。同时，测量电路204中的A/D转换电路221中还可以包括一个程控增益放大电路，用以调整输入的信号的增益，使其符合A/D转换电路221量程范围。

作为本发明的第三实施例，不同于前面所述的第二实施例，结合参考图10和图14，所述的万用表中的开关电路202是由一个第一开关234、一个第二开关235和一个第三开关236组成。

第一开关234为受控制电路205控制开合的单刀开关，连接在导入端201和采样电路203的大电流采样端228之间，用于控制所述的导入端201与所述的大电流采样端228之间的线路导通或开路。

第二开关235为受控制电路205控制开合的二选一开关，其输入端与导入端201连接，其一个输出端连接采样电路203的小电流采样端229，其另一个输出端连接第三开关236的输入端237，用于控制所述的导入端201与所述的小电流采样端229或所述的第三开关233的输入端237之一导通。

第三开关236为受控制电路205控制开合的单刀开关，其输入端237与第二开关235的一个输出端连接，其输出端与采样电路203的微小电流采样端230连接，用于控制其输入端237与所述的微小电流采样端230之间的线路的导通或开路。

在本第三实施例中，所述的导入端201既可以用于执行大电流测量，也可以用于执行小电流测量和微电流测量。

在本实施例中，在执行电流信号测量时，结合参考图6、图14和图15，为了测量大电流信号，控制电路205执行有一个大电流信号开关设置流程400，用于使开关电路202中的第一开关234闭合导通，使第二开关235的输入端选择连接第三开关236的输入端237，使第三开关236处于开路状态，且，在开关234、235、236的开关过程中，使导入端201不出现瞬间断路的现象。

大电流信号开关设置流程400，包括有如下的步骤：

步骤401：等待接收大电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的大电流信号测量指令时，执行步骤402，否则等待。

步骤402：

检查开关电路202的当前设置状态；

在开关电路202的当前设置状态本身就是大电流测量状态时，即开关234为闭合导通，开关235选择连接开关236的输入端237，开关236选择开路时，执行步骤403，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态是小电流测量状态时，即开关235选择连接采样电路203的小电流采样端229，开关234开路时，执行步骤404；

需要说明一点，在此时开关236的状态可以是导通态，也可以是开路状态，由于，开关235选择了连接小电流采样端229，因此开关236的设置状态已经与测量状态无关，在此步骤也可以不去判断开关236的状态。

步骤404：首先，使开关234闭合导通，然后执行步骤405

步骤405：使开关235选择连接开关236的输入端237，如此时开关236为闭合导通，则还包括使开关236转换为开路。然后再执行步骤403，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态是微电流测量状态时，即开关234为开路，开关235选择连接开关236的输入端237，开关236为闭合导通时，执行步骤404；

步骤404：首先，使开关234闭合导通，然后执行步骤405。

步骤405：使开关236为开路。然后再执行步骤403，使测量电路204对被测信号进行测量。

在执行大电流信号开关设置流程400时，被测交流信号经过开关234，大电流采样端228后、在电阻227上将被测交流电流信号转换为交流电压信号，然后，该电压信号经采样电路203的输出端208输出到测量电路204的输入端214。

在本实施例中，在执行电流信号测量时，结合参考图6、图14和图16，为了测量小电流信号，控制电路205执行有一个小电流信号开关设置流程410，用于使开关电路202中的第一开关234开路，开关235选择连接小电流采样端229，第三开关236处于开路状态，且，在开关234、235、236的开关过程中，使导入端201不出现瞬间断路的现象。

需要说明一点，在此时开关236的状态可以是导通态，也可以是开路状态，由于，开关235选择了连接小电流采样端229，因此开关236的设置状态已经与测量状态无关，可以不去判断开关236的设置状态。

小电流信号开关设置流程410，包括有如下的步骤：

步骤411：等待接收小电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的小电流信号测量指令时，执行步骤412，否则等待。

步骤412：

检查开关电路202的当前设置状态；

在开关电路202的当前设置状态是小电流测量状态时，即开关234为开路，开关235选择连接小电流采样端229时，执行步骤413，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态是大电流测量状态时，即开关234为闭合导通，开关235选择连接开关236的输入端237、开关236为开路时，执行步骤414；

步骤414：使开关235选择连接小电流采样端229，然后再执行415。

步骤415：使开关234开路，然后再执行步骤413，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态是微电流测量状态时，即开关234为开路，开关235选择连接开关236的输入端237、开关236为闭合导通时，执行步骤414；

步骤414：首先，使开关234闭合导通，然后执行步骤415。

步骤415：首先使开关235选择连接小电流采样端229，并使开关236为开路，然后再使开关234开路，最后执行步骤413。

步骤413，使测量电路204对被测信号进行测量。

需要说明的是，在步骤415中，由于开关235选择连接小电流采样端229，因此，开关236的开关状态已经与测量无关，在此步骤也可以不去控制开关236的开关状态。

在执行小电流信号开关设置流程410时，被测交流信号经过开关235，小电流采样端229后、在电阻226和电阻227上将被测交流电流信号转换为交流电压信号，然后，该电压信号经采样电路203的输出端208输出到测量电路204的输入端214。

在本实施例中，在执行交流电流信号测量时，结合参考图6、图14和图17，为了测量微弱电流信号，控制电路205执行有一个微电流信号开关设置流程420，用于使开关电路202中的第一开关234开路，第二开关235选择连接第三开关236的输入端237，第三开关236处于闭合导通状态，且，在开关234、235、236的开关过程中，使导入端201不出现瞬间断路的现象。

微电流信号开关设置流程420，包括有如下的步骤：

步骤421：等待接收微电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的微电流信号测量指令时，执行步骤422，否则等待。

步骤422：

检查开关电路202的当前设置状态；

在开关电路202的当前设置状态是微电流测量状态时，即第一开关234为开路，第二开关235选择连接第三开关236的输入端237，第三开关236处于闭合导通状态时，执行步骤423，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态是小电流测量状态时，即开关234为开路，开关235选择连接小电流采样端229时，执行步骤424；

步骤424：首先，使开关234闭合导通，然后执行步骤425。

步骤425：首先，使第二开关235选择连接第三开关236的输入端237，如此时，第三开关236为开路，则还使第三开关236处于闭合导通状态，然后再使开关234开路，然后再执行步骤423，使测量电路204对被测信号进行测量。

在开关电路202的当前设置状态是大电流测量状态时，即开关234为闭合导通，开关235选择连接开关236的输入端237、开关236为开路时，执行步骤424；

步骤424：首先，使开关236闭合导通，然后执行步骤425

步骤425：使开关234开路，然后再执行步骤423，使测量电路204对被测信号进行测量。

在执行微电流信号开关设置流程420时，被测信号经过开关235，开关236、微小电流采样端230后、在电阻225、电阻226和电阻227上将被测电流信号转换为电压信号，然后，该电压信号经采样电路203的输出端208输出到测量电路204的输入端214。

在本第三实施例所述的万用表中，在开关234、235、236的切换过程中，始终使导入端201与采样端228、229、230之一保持连通，从而保证了导入端201不会出现无断路现象。

为了进一步说明本发明的一种电流测量装置，下面结合附图18说明本发明所选用的第四实施例。

在本第四实施例中，所述的一种电流测量装置是具有直流测量能力的数字万用表，所述的万用表包括有一个电流导入端251，一个开关电路252、一个采样电路253、一个测量电路254、一个控制电路255。

作为举例说明，本实施例所述的一种电流测量装置也可以是直流电流表或具有直流电流测量能力的其他仪表或综合测量设备。

在本第四实施例中，开关电路252由一个第一开关256和一个第二开关257组成。

采样电路253由两个依次串联连接在采样电路253的输出端258和公共端259之间的电阻260、261连接组成，其中，电阻260和电阻261的中间连接点构成了采样电路253的大电流采样端262，电流采样电路253的输出端258连接有一个小电流采样端263。采样电路253的输出端258与测量电路254的输入端266相连接。

第一开关256为受控制电路255控制开合的单刀开关，连接在导入端251和采样电路253的大电流采样端262之间，用于控制导入端251与大电流采样端262之间的线路导通或开路。

第二开关257为受控制电路255控制开合的单刀开关，连接在导入端251和采样电路253的小电流采样端263之间，用于控制导入端251与小电流采样端263之间的线路导通或开路。

在本第四实施例中，还具有一个包含输出端264的程控有源电流电压转换电路265，该程控有源电流电压转换电路265，为一个受控制电路255控制选择导通与截止的、可以将电流信号转换为电压信号的有源电流电压转换电路。该程控有源电流电压转换电路265连接在导入端251和测量电路254的输入端267之间，

在本发明的第四实施例中：

测量电路

是由一个直流测量电路构成，结合参考图19，具有两个输入端266、267，一个输出端268，在输入端266、267和输出端268之间，依次串联连接有一个多路电子开关电路269、一个程控放大器电路270、一个A/D转换器电路271。其中，测量电路254的输入端266和267分别连接采样电路253的输出端258和程控有源电流电压转换电路265的输出端264。

在测量电路254中，

多路电子开关电路269是由一个受控制电路255控制的开关电路构成，用于控制程控放大器电路270的输入端选择连接采样电路253的输出端258或选择连接程控有源电流电压转换电路265的输出端264。

程控放大器电路270是一个受控制电路255控制的、具有测量量程的档位转换功能的、由程控放大器组成的电路，在被测量的信号的幅值不符合A/D转换器电路271的量程范围要求时，控制电路255可以通过控制和调节程控放大器电路270的增益，改变测量量程、实现测量档位调整，使输出到A/D转换器电路271的被测信号的幅度与A/D转换器电路271的满量程输入相匹配，以便达到A/D转换器电路271的信噪比最大化的目的。

在本实施例中，A/D转换器电路271可以将被测直流电压信号转换为数字信号输出端到控制电路255中。

在本发明的第四实施例中：

程控有源电流电压转换电路265的基本电路包括一个运算放大器272，结合参考图18和图20，一个依次串联连接在运算放大器272的反相输入端273和输出端274之间的采样电阻275和一个控制开关276，运算放大器272的正相输入端277与公共端278连接，运算放大器的反相输入端273与采样电阻275的连接端连接程控有源电流电压转换电路265的输入端279，开关276与采样电组275的连接端连接程控有源电流电压转换电路265的输出端264。程控有源电流电压转换电路265的输入端279用于连接导入端251，输出端264用于连接测量电路254的输入端267。控制开关276闭合时，串联连接在运算放大器272的反相输入端273和输出端274之间的采样电阻275和控制开关276形成了运算放大器272的负反馈回路。

程控有源电流电压转换电路265中的开关276为受控制电路255控制开合的单刀开关，可以用于控制所述的导入端251与测量电路254的输入端267之间的线路导通或开路。当在控制电路255的控制下，开关276闭合导通时，程控有源电流电压转换电路265可以将来自输入端279的电流信号转换成电压信号，由输出端264送入到测量电路204进行测量。当开关276开路时，运算放大器272的负反馈回路开路，程控有源电流电压转换电路265呈现截止状态，且测量电路204的输入端为高阻输入端，被测电流信号无法流过采样电阻275并转换为电压信号。

在本实施例中，由运算放大器272和采样电阻275构成有源电流电压转换电路是一个本领域技术人员十分熟悉的电路结构。本实施例的特点在于，在运算放大器272的输出端274与采样电阻275之间设置开关276，且开关276与采样电组275的连接端连接程控有源电流电压转换电路265的输出端264。

比较将该开关276设置在输入端279与采样电阻275和运算放大器272的反相输入端273的连接端之间的技术方案，在本实施例中，开关276的导通电阻大小与电流测量精度无关，因而该开关276可以采用导通电阻较大的半导体开关，众所周知，半导体开关的开关寿命远远长于机械开关。

比较将该开关276设置在输入端279和运算放大器272的反相输入端273的连接端与采样电阻275之间的技术方案，或将该开关276设置在输出端264和运算放大器272的输出端274的连接端与采样电阻275之间的技术方案，在本实施例中，开关276开路时，呈开路状态的运算放大器272的输出端274的电压不会对后面的测量电路产生影响，且开关276的导通电阻大小与电流测量精度无关。

比较将该开关276设置在运算放大器272的输出端274和采样电阻275的连接端与输出端264之间的技术方案，在本实施例中，开关276开路时，来自输入端279的被测电流不会流入运算放大器272的输出端274。

作为举例，结合参考图28，本实施例所述的程控有源电流电压转换电路265中，运算放大器272的反相输入端273还通过一个限流电阻291与采样电阻275连接，在限流电阻291与采样电阻275的连接端292与输入端279之间还连接有一个由二极管电路286、电感287和阻尼电阻288并联连接构成的保护电路，采样电阻275上还并联连接有一个由电阻290和电容289构成的用于防止电路振荡的相位补偿电路。

在本实施例中，电感287的主要作用在于滤除电流突变，防止运算放大器272的输入端呈现大电容特性，而导致工作不稳定。其中电流突变的原因包括由于各个开关的开关转换原因产生的电流突变，特别是包括开关276的导通与断开时产生的电流突变。

电阻288为阻尼电阻，主要作用在于衰减电感287两端出现的高电压尖峰。

二极管电路286为钳位电路，通常是由双二极管构成，用于防止电感287两端电压出现过高的高压尖峰，损坏被测电路或运算放大器272。

电容289和电阻290构成的补偿电路的主要作用在于防止第一电路285产生震荡现象。

限流电阻291的主要作用在于保护运算放大器272，防止电流突变时，因输入电流过大，损坏运算放大器272。

在本实施例中，程控有源电流电压转换电路265不仅具有电路简单、测量灵敏度高的优点，可以在被测信号发生突然变化或误操作的情况下，特别是在开关276导通闭合转换引起的电流、电压突变情况下，对被测信号或设备自身提供保护的能力。

在本第四实施例中，所述的导入端251既可以执行大电流测量，参考图18，也可以执行小电流测量和微电流测量，其中大电流的测量范围通常是指200mA-10A的范围，小电流的测量范围通常指小于或等于200mA的范围，微电流测量通常是指小于或等于2mA的范围。

在本实施例中，在执行直流电流信号测量时，结合参考图18和图21，为了测量大电流信号，控制电路255执行有一个大电流信号开关设置流程500，使开关256闭合导通，使开关257、276处于开路状态。且，在开关256、257、276的开关过程中，使导入端251不出现瞬间断路的现象。

大电流信号开关设置流程500，包括有如下的步骤：

步骤501：等待接收大电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的大电流信号测量指令时，执行步骤502，否则等待。

步骤502：

检查当前开关设置状态，

在当前开关设置状态是大电流测量状态时，即开关256为闭合导通，开关257、276开路时，执行步骤503，使测量单元254对被测信号进行测量。

在当前开关设置状态非大电流测量状态时，即开关256为开路，而开关257或开关276之一为闭合导通时，执行步骤504；

步骤504：首先，使开关256闭合导通，然后执行步骤505

步骤505：使闭合导通的开关257或开关276开路，然后再执行步骤503，使测量单元254对被测信号进行测量。

在执行大电流信号开关设置流程500时，被测直流电流信号经过开关256，大电流采样端262后、在电阻261上将被测直流电流信号转换为电压信号，然后，经采样电路253的输出端258输出到测量电路254。

在执行直流电流信号测量时，结合参考图18和图22，为了测量小电流信号，控制电路255还执行有一个小电流信号开关设置流程510，用于使开关257闭合导通，使开关256、276处于开路状态，且，在开关256、257、276的开关过程中，使导入端251不出现瞬间断路的现象。

小电流信号开关设置流程510，包括有如下的步骤：

步骤511：等待接收小电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的小电流信号测量指令时，执行步骤512，否则等待。

步骤512：

检查当前开关设置状态，

在当前开关设置状态是小电流测量状态时，即开关257为闭合导通，开关256、276开路时，执行步骤513，使测量单元254对被测直流电流信号进行测量。

在当前开关设置状态是微电流测量状态时，即开关256、257为开路，开关276为闭合导通时，执行步骤514；

步骤514：首先，使开关257闭合导通，然后执行步骤515

步骤515：使开关276开路，然后再执行步骤513，使测量单元254对被测信号进行测量。

在当前开关设置状态是大电流测量状态时，即开关257、276为开路，开关256为闭合导通时，执行步骤514；

步骤514：首先，使开关257闭合导通，然后执行步骤515

步骤515：使开关256开路，然后再执行步骤513，使测量单元254对被测信号进行测量。

在执行小电流信号开关设置流程510时，被测直流电流信号经过开关257，小电流采样端263后、在电阻260和电阻261上将被测直流电流信号转换为直流电压信号，然后经采样电路253的输出端258输出到测量电路254。

在执行交流电流信号测量时，结合参考图18和图23，为了测量微弱电流信号，控制电路255还执行有一个微电流信号开关设置流程520，用于使开关276闭合导通，使开关256、257处于开路状态，且，在开关256、257、276的开关过程中，使导入端251不出现瞬间断路的现象。

微电流信号开关设置流程520，包括有如下的步骤：

步骤521：等待接收微电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的微电流信号测量指令时，执行步骤522，否则等待。

步骤522：

检查当前开关设置状态，

在当前开关设置状态是微电流测量状态时，即开关276为闭合导通，开关256、257开路时，执行步骤523，使测量单元254对被测信号进行测量。

在当前开关设置状态是小电流测量状态时，即开关256、276为开路，开关257为闭合导通时，执行步骤524；

步骤524：首先，使开关276闭合导通，然后执行步骤525

步骤525：使开关257开路，然后再执行步骤523，使测量单元254对被测信号进行测量。

在当前开关设置状态是大电流测量状态时，即开关257、276为开路，开关256为闭合导通时，执行步骤524；

步骤524：首先，使开关276闭合导通，然后执行步骤525

步骤525：使开关256开路，然后再执行步骤523，使测量单元254对被测信号进行测量。

在执行微电流信号开关设置流程520时，被测直流电流信号经过程控有源电流电压转换电路265后、转换为直流电压信号输出到测量电路254的输入端267。

由于，在本实施例中，采用程控有源电流电压转换电路265对微弱直流电流测量，因而具有对微弱电流测量准确的特点，且，因为程控有源电流电压转换电路265中的开关276的导通电阻与测量准确性无关，因此该开关也可以采用半导体开关进行控制，这不仅大幅提高了微弱电流测量通道的稳定性、准确度，且大幅提高了这一控制部件的使用寿命。

为了进一步说明本发明的装置，下面结合附图24例举本发明所选用的第五实施例。

不同于第四实施例所例举的万用表，在本第五实施例中，采样电路253还具有一个微小电流采样端280和一个输出端281，结合参考图24和图20，程控有源电流电压转换电路265的输入端279与微小电流采样端280相连接，程控有源电流电压转换电路265的输出端264与采样电路253的输出端281相连接。采样电路253的输出端281还与测量电路254的输入端267相连接。

通过控制程控有源电流电压转换电路265中的开关276的导通与开路，控制电路255可以控制采样电路253的微小电流采样端280与测量电路254的输入端267之间的线路的导通与截止。

在本实施例中，开关电路252由第一开关282和第二开关283组成，

其中，第一开关282为受控制电路255控制开合的单刀开关，连接在导入端251和采样电路253的一个大电流采样端262之间，用于控制所述的导入端251与大电流采样端262之间的线路导通或开路。

第二开关283为受控制电路255控制开合的二选一开关，用于控制所述的导入端251与采样电路253的小电流采样端263或微小电流采样端280之一导通，第二开关283的输入端与导入端251连接，第二开关283的一个输出端连接采样电路253的小电流采样端263，其另一个输出端连接采样电路253的微小电流采样端280，

在本第五实施例中，所述的导入端251既可以用于执行直流大电流测量，也可以执行直流小电流测量和微电流测量。

在执行直流电流信号测量时，结合参考图24和图25，为了测量大电流信号，控制电路255执行有一个大电流信号开关设置流程600，用于使第一开关282闭合导通，使第二开关283选择连接采样电路253的微小电流采样端280，使开关276处于开路状态，且，在开关282、283、276的开关过程中，使导入端251不出现瞬间断路的现象。

大电流信号开关设置流程600，包括有如下的步骤：

步骤601：等待接收大电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的大电流信号测量指令时，执行步骤602，否则等待。

步骤602：

检查开关282、283、276的当前设置状态，

在当前设置状态是大电流测量状态时，即开关282为闭合导通，开关283选择连接采样电路253的微小电流采样端280，开关276选择开路时，执行步骤603，使测量单元254对被测信号进行测量

在当前设置状态是小电流测量状态时，即开关282开路，或还包括开关276为开路，开关283选择连接采样电路253的电流采样端263时，执行步骤604；

需要说明一点，在此时开关276的状态可以是闭合导通状态，也可以是开路状态，由于，开关283选择了连接小电流采样端263，因此开关276的设置状态已经与测量状态无关，在此步骤也可以不去判断开关276的状态。

步骤604：首先，使开关282闭合导通，然后执行步骤605。

步骤605：使开关283选择连接采样电路253的微小电流采样端280，在开关276为闭合导通的状况下，还包括使开关276为开路。然后再执行步骤603，使测量单元254对被测信号进行测量。

在当前设置状态是微电流测量状态时，即开关282为开路，开关283选择连接采样电路253的微小电流采样端280，开关276为闭合导通时，执行步骤604；

步骤604：首先，使开关282闭合导通，然后执行步骤605。

步骤605：使开关276为开路。然后再执行步骤603，使测量单元254对被测信号进行测量。

在执行大电流信号开关设置流程600时，被测直流电流信号经过开关282，大电流采样端262后、在电阻261上将被测电流信号转换为电压信号，然后经采样电路253的输出端258输出到测量电路254。

在本实施例中，在执行直流电流信号测量时，结合参考图24和图26，为了测量小电流信号，控制电路255执行有一个小电流信号开关设置流程610，用于使开关282开路，开关283选择连接小电流采样端263，开关276处于开路状态，且，在开关282、283、276的开关过程中，使导入端251不出现瞬间断路的现象。

需要说明一点，在此时开关276的状态可以是导通态，也可以是开路状态，由于，开关283选择了连接小电流采样端263，因此开关276的设置状态已经与测量状态无关，因此也可以不去判断开关276的设置状态。

小电流信号开关设置流程610，包括有如下的步骤：

步骤611：等待接收小电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的小电流信号测量指令时，执行步骤612，否则等待。

步骤612：

检查当前开关282、283、276的设置状态，

在当前设置状态是小电流测量状态时，即开关282为开路，开关283选择连接小电流采样端263时，执行步骤613，使测量单元254对被测信号进行测量。

在当前设置状态是大电流测量状态时，即开关282为闭合导通，开关283选择连接采样电路253的微小电流采样端280、开关276为开路时，执行步骤614；

步骤614：使开关283选择连接小电流采样端263，然后再执行615。

步骤615：使开关282开路，然后再执行步骤613，使测量单元254对被测信号进行测量。

在当前设置状态是微电流测量状态时，即开关282为开路，开关283选择连接电流采样端280、开关276为闭合导通时，执行步骤614；

步骤614：首先，使开关282闭合导通，然后执行步骤615。

步骤615：首先使开关283选择连接小电流采样端263，或还包括使开关276为开路，然后再使开关282开路，最后执行步骤613。

步骤613，使测量单元254对被测信号进行测量。

在执行小电流信号开关设置流程610时，被测直流电流信号经过开关283，小电流采样端263后、在电阻260和电阻261上将被测电流信号转换为电压信号，然后经采样电路253的输出端258输出到测量电路254。

在本实施例中，在执行直流电流信号测量时，结合参考图24和图27，为了测量微弱电流信号，控制电路255执行有一个微电流信号开关设置流程620，用于使开关282开路，开关283选择连接电流采样端280，开关276处于闭合导通状态，且，在开关282、283、276的开关过程中，使导入端251不出现瞬间断路的现象。

微电流信号开关设置流程620，包括有如下的步骤：

步骤621：等待接收微电流信号测量指令的步骤，在接收到来自外部或内部的微电流信号测量指令时，执行步骤622，否则等待。

步骤622：

检查开关282、283、276的当前设置状态，

在当前设置状态是微电流测量状态时，即开关282为开路，开关283选择连接微小电流采样端280，开关276处于闭合导通状态时，执行步骤623，使测量单元254对被测信号进行测量。

在当前设置状态是小电流测量状态时，即开关282为开路，或还包括开关276也为开路，开关283选择连接小电流采样端263时，执行步骤624；

步骤624：首先，使开关282闭合导通，然后执行步骤625。

步骤625：首先，使开关283选择连接微小电流采样端280，在开关276当前为开路状态的情况下，还包括使开关276闭合导通，然后再使开关282开路，然后再执行步骤623，使测量单元254对被测信号进行测量。

在当前设置状态是大电流测量状态时，即开关282为闭合导通，开关283选择连接微小电流采样端280、开关276为开路时，执行步骤624；

步骤624：首先，使开关276闭合导通，然后执行步骤625

步骤625：使开关282开路，然后再执行步骤623，使测量单元254对被测信号进行测量。

在执行微电流信号开关设置流程620时，被测直流电流信号经过开关283，微小电流采样端280、有源电流电压转换电路265、采样电路输出端281后，输出到测量电路254。

Claims (11)

1.一种电流测量装置，包含一个控制部件和依次串联连接的一个导入端、一个开关部件、一个电流采样部件、一个测量部件，其中，所述的电流采样部件具有一个大电流采样端、一个小电流采样端和一个微小电流采样端，所述的开关部件包含受所述控制部件控制的一个第一开关和一个第二开关，其特征在于：

所述的第一开关，用于使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路的导通或开路；

所述的第二开关，用于使所述的导入端与所述的小电流采样端或所述的微小电流采样端之一导通；

所述的电流采样部件包含一个连接在微小电流采样端和测量部件之间的有源电流电压转换电路，所述的有源电流电压转换电路受所述的控制部件控制，导通或截止。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述的装置包含如下电流测量操作步骤：

首先，使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路导通；

然后，使所述的有源电流电压转换电路截止；

然后，使所述的测量部件执行测量。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：

所述的有源电流电压转换电路包括一个运算放大器、一个依次串联连接在运算放大器的反相输入端和运算放大器输出端之间的采样电阻和一个控制开关，所述的运算放大器的反相输入端与所述的采样电阻之间的连接端连接所述的程控有源电流电压转换电路的输入端，所述的控制开关与所述的采样电组的连接端连接所述的程控有源电流电压转换电路的输出端。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述的有源电流电压转换电路中，所述的运算放大器的反相输入端通过一个限流电阻与所述的采样电阻连接，在所述的限流电阻与采样电阻的连接端与所述的有源电流电压转换电路的输入端之间还连接有一个由二极管电路、电感和阻尼电阻并联连接构成的保护电路。

5.一种电流测量装置，包含一个控制部件和依次串联连接的一个导入端、一个开关部件、一个电流采样部件、一个测量部件，其中，所述的电流采样部件具有一个大电流采样端和一个小电流采样端，所述的开关部件，包含受所述控制部件控制的一个第一开关和一个第二开关，其特征在于：

所述的装置还具有一个连接在导入端和测量部件之间的有源电流电压转换电路，所述的有源电流电压转换电路受所述的控制部件控制，导通或截止；

所述的第一开关，用于使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路的导通或开路；

所述的第二开关，用于使所述的导入端与所述的小电流采样端之间的线路的导通或开路。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述的装置包含如下电流测量操作步骤：

首先，使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路导通；

然后，使所述的有源电流电压转换电路截止或使所述的导入端与所述的小电流采样端之间的线路开路；

然后，使所述的测量部件执行测量。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于：

所述的有源电流电压转换电路包括一个运算放大器、一个依次串联连接在运算放大器的反相输入端和运算放大器输出端之间的采样电阻和一个控制开关，所述的运算放大器的反相输入端与所述的采样电阻之间的连接端连接所述的程控有源电流电压转换电路的输入端，所述的控制开关与所述的采样电组的连接端连接所述的程控有源电流电压转换电路的输出端。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述的有源电流电压转换电路中，所述的运算放大器的反相输入端通过一个限流电阻与所述的采样电阻连接，在所述的限流电阻与采样电阻的连接端与所述的有源电流电压转换电路的输入端之间还连接有一个由二极管电路、电感和阻尼电阻并联连接构成的保护电路。

9.一种电流测量装置，包含一个控制部件和依次串联连接的一个导入端、一个开关部件、一个电流采样部件、一个测量部件，所述的电流采样部件具有一个大电流采样端、一个小电流采样端、所述的开关部件，包含受所述的控制部件控制的一个第一开关和一个第二开关，

其特征在于：

所述的第一开关，用于使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路导通或开路；所述的第二开关，用于使所述的导入端与所述的小电流采样端之间的线路导通或开路，所述的装置具有如下电流测量控制步骤：

首先，使所述的导入端与一个所述的采样端之间的线路导通；

然后，使所述的导入端与另一个所述的采样端之间的线路开路；

然后，使所述的测量部件执行测量。

10.一种电流测量装置，包含一个控制部件和依次串联连接的一个导入端、一个开关部件、一个电流采样部件、一个测量部件，其中，所述的电流采样部件具有一个大电流采样端、一个小电流采样端和一个微小电流采样端，所述的开关部件，包含受所述控制部件控制的一个第一开关和一个第二开关，其特征在于：

还具有受所述控制部件控制的一个第三开关；

所述的第一开关，用于使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路导通或开路；

所述的第二开关，用于使所述的导入端与所述的小电流采样端或所述的第三开关的输入端之一导通；

所述的第三开关，用于使其输入端与所述的微小电流采样端之间的线路的导通或开路。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于：

包含如下电流测量控制步骤：

首先，使所述的导入端与所述的大电流采样端之间的线路导通；

然后，使所述的第三开关的输入端与所述的微小电流采样端之间的线路开路；

然后，使所述的测量部件执行测量。

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