CN102243260A - 一种用于高精度高线性度的交直流电流检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高精度高线性度的交直流电流检测装置，它由一个限制电压幅度电路、切换开关、电流检测传感器、低噪运放单元、缓冲器、模拟/数字转换器和中央处理器组成，所述的限制电压幅度电路并联在多个功率电阻组成的电流检测传感器和切换开关两端，由切换开关负责切换电流传感器的档位，将电流传感器上面检测到的电压幅度送入各自的低噪运放单元，再经过一级缓冲器将检测到的电压幅度送入模拟/数字转换器，最后送入中央处理器去实现相应的档位调整和显示。本发明用于高精度高线性度的交直流电流检测装置，实现了对从小电流测量到大电流的全范围高精度的测量，提高了测量的线性度，具有体积小、运行速度快、寿命长等优势。
Description
技术领域
本发明属于电气设备技术领域，涉及一种测量仪器，具体涉及一种用于高精度高线性度的交直流电流检测装置。
背景技术
目前常用的电流采样电路，一般只是用在线性度要求不高的场合，对于由小电流到大电流全范围的电流测量，因为目前的仪器在设计电流检测电路时设定的档位不够，无法在测量小电流时达到高精度的要求(只能实现满刻度时满足测量要求)，常规的电流采样电路很难满足小电流到大电流全范围高精度高线性度电流测量的要求。测量装置在设置多档位电流测量时大多数由继电器实现，因由继电器机械动作有速度慢、使用寿命限制的缺陷。同时还因为测量装置中采用的芯片其分辨率因工艺性较差的问题受到限制，所以只有在采集信号的前端采用更多的档位来提高每一个测量范围内的分辨率，才可以满足全范围的测量精度需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于高精度高线性度的交直流电流检测装置，采用由电流检测电阻、限幅电路、低噪运放单元、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET N)电子开关和缓冲器组成的宽频带前置放大电路交直流电流检测装置。实现了对从小电流测量到大电流的全范围高精度的测量，明显的提高了测量的线性度，解决了现有常规的电流采样电路存在无法进行全量程精度覆盖的问题。其具有体积小、速度快、寿命长等优势。
本发明所采用的技术方案是，一种用于高精度高线性度的交直流电流检测装置，它由一个限制电压幅度电路、切换开关、电流检测传感器、低噪运放单元、缓冲器、模拟/数字转换器和中央处理器组成，所述的限制电压幅度电路并联在多个功率电阻组成的电流检测传感器和切换开关两端，由切换开关负责切换电流传感器的档位，将电流传感器上面检测到的电压幅度送入各自的低噪运放单元，再经过一级缓冲器将检测到的电压幅度送入模拟/数字转换器，最后送入中央处理器去实现相应的档位调整和显示。
本发明所述的用于高精度高线性度的交直流电流检测装置，其特征还在于，
所述的限制电压幅度电路为一个或多个整流桥组成的档位切换电压限制电路。
所述的切换开关为N组的大电流金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)电子开关。
所述的模拟/数字转换器为至少14位以上的高位A/D芯片单元。
本发明用于高精度高线性度的交直流电流检测装置的有益效果是，
采用由电流检测电阻、限幅电路、低噪运放单元、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)电子开关和缓冲器组成的宽频带前置放大电路交直流电流检测装置。实现了对从小电流测量到大电流的全范围高精度的测量，明显的提高了测量的线性度；
1).在现有技术的基础上明显的提高被测量数据的线性度和精度；
2).由低压MOSFET N组成的高压大电流切换开关，没有继电器的机械动作的切换速度慢和使用寿命有限的缺陷，设备运行可靠，测量数据准确；
3).本交直流电流检测装置解决了现有常规的电流采样电路存在无法进行精度覆盖的问题，并具有体积小、运行速度快、寿命长等优势。
附图说明
图1本发明用于高精度高线性度的交直流电流检测装置结构示意图；
图2本发明用于高精度高线性度的档位切换两端的电压限制电路图；
图3本发明切换开关2替代继电器的电路原理图。
图中，1.限制电压幅度电路，2.切换开关，3.电流检测传感器，4低噪运放单元.，5.缓冲器，6.模拟/数字转换器，7.中央处理器，8.LED显示。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种用于高精度高线性度的交直流电流检测装置，如图1所示，它由一个限制电压幅度电路1、切换开关2、电流检测传感器3、低噪运放单元4、缓冲器5、模拟/数字转换芯器6和中央处理器7组成，所述的限制电压幅度电路1并联在多个功率电阻组成的电流检测传感器3和切换开关2两端，由切换开关2负责切换电流传感器的档位，将电流传感器3上面检测到的电压幅度送入各自的低噪运放单元4，再经过一级缓冲器5将检测到的电压幅度送入模拟/数字转换芯器6，最后送入中央处理器7去实现相应的档位调整和显示。
如图2所示，所述的限制电压幅度电路1为一个或多个整流桥组成的档位切换电压限制电路。
如图3所示，所述的切换开关2为替代继电器的N组大电流金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)电子开关，由每个独立的单元负责对档位电路进行切换。
所述的模拟/数字转换芯器6为至少14位以上的高位A/D芯片单元。
本发明由600VAC大电流整流桥组成的限制电压幅度电路1，并联在电流检测电阻和切换开关2两端实现低压切换档位，由大电流MOSFET N组成的电子开关，为各个电流检测电阻提供通路。使其在不用机械动作的状态下高速长寿命工作，并通过多个电流检测电阻，用于实现从小电流到大电流的能精确测量。它改变了目前的仪器在设计电流检测电路时设定的档位不够，无法在测量小电流时达到高精度的要求。
同时本发明由低压大电流负责切换高压侧的电流档位，具有体积小、运行速度快、寿命长等优势，改变了现有交直流电流检测装置在设置多档位时电流采样电路时大多数由继电器结构，因由机械动作有速度慢、使用寿命受到限制的缺陷。
因为目前所有的芯片的分辨率因工艺问题受到限制，所以本发明交直流电流检测装置在采集信号的前端采用更多的档位来提高每一个测量范围内的分辨率，最终保证了在电流采样电路全范围高精度高线性度的测量精度。
上述实施方式只是本发明的一个实例，不是用来限制发明的实施与权利范围，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本发明申请专利范围内。
Claims (4)
1.一种用于高精度高线性度的交直流电流检测装置，其特征在于，它由一个限制电压幅度电路(1)、切换开关(2)、电流检测传感器(3)、低噪运放单元(4)、缓冲器(5)、模拟/数字转换器(6)和中央处理器(7)组成，所述的限制电压幅度电路(1)并联在多个功率电阻组成的电流检测传感器(3)和切换开关(2)两端，由切换开关(2)负责切换电流传感器的档位，将电流传感器(3)上面检测到的电压幅度送入各自的低噪运放单元(4)，再经一级过缓冲器(5)将检测到的电压幅度送入模拟/数字转换芯器(6)，最后送入中央处理器(7)去实现相应的档位调整和显示。
2.根据权利要求1所述的用于高精度高线性度的交直流电流检测装置，其特征在于，所述的限制电压幅度电路(1)为一个或多个整流桥组成的档位切换电压限制电路。
3.根据权利要求1所述的用于高精度高线性度的交直流电流检测装置，其特征在于，所述的切换开关(2)为N组的大电流金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)电子开关。
4.根据权利要求1所述的用于高精度高线性度的交直流电流检测装置，其特征在于，所述的模拟/数字转换芯器(6)为至少14位以上的高位A/D芯片单元。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111116 |