CN104297558A - 一种电流测量装置 - Google Patents

Abstract

一种电流测量装置，包括电流测量器件刺刀螺母连接器(1)、印制电路板(2)、采样电阻(3)、模拟/数字转换器(5)、以及连接刺刀螺母连接器与模拟/数字转换器的BNC同轴线缆(4)。所述的刺刀螺母连接器(1)包括正极、负极和正负极之间的绝缘材料。所述的印制电路板(2)包括绝缘材料衬底和金属电路。所述的采样电阻(3)的两端通过印制电路板上的金属电路与刺刀螺母连接器的两极并联，并串联于被测电路中。采样电阻(3)焊接于刺刀螺母连接器外，或内置于刺刀螺母连接器内。模拟/数字转换器电路(5)处理采样得到的刺刀螺母连接器两端子间的电压，BNC同轴线缆(4)与刺刀螺母连接器(1)连接。

Description

一种电流测量装置

技术领域

本发明涉及一种电流测量装置。

背景技术

随着电力电子技术在各种行业中的广泛应用，电力电子设备控制和防护中对电流测量装置、技术的要求越来越高。在精确控制、高速控制领域，要求电流测量装置不仅要精确、快速，而且结构简单、成本较低。目前常用的电流测量工具为罗氏线圈和电流钳，这两种测量工具在大电流、交流变化的测量场合应用广泛，但在小电流测量、精确测量或直流电流量测量方面，两种测量工具易受噪音干扰、测量误差大，测量延迟时间长，不利于精确控制、快速控制，且罗氏线圈成本高。

专利CN103123369A给出了一种通过磁场收集环进行电流测量的感应装置，测量精度高，可以测量弱电流，但由于其原理基于霍尔效应，装置不适用于直流电流测量。专利CN101871959A给出了一种光纤珐珀电流传感器，与专利CN103123369A一样，不适用于直流电流测量，并且该方法成本很高。专利CN1959419A给出了一种由导磁环和霍尔元件构成的电流测量装置，这种方法也不能测量直流电流，且对制造工艺要求苛刻、成本高。上述电流测量方法、装置都基于霍尔效应原理，在复杂电磁环境下，被测电流导线与测量工具不能紧密贴合，容易出现干扰大、零漂不稳等现象。

刺刀螺母连接器(BNC)是工业测量、视频线路连接领域的标准元件，具有成本低、连接可靠、抗干扰能力强、响应频率宽等优点。刺刀螺母连接器也是示波器、录波仪等常用测量设备的信号测量标准接口。

使用采样电阻测量电流是精确电流测量中常用的方法，由于电压的测量成本较电流测量低得多，采用测量采样电阻两端电压间接测量电流的方法可以降低整套电流测量系统的成本和体积。而直接电流测量手段如罗氏线圈，依据的是电磁感应原理，在低频电流(包括直流)测量中误差较大，采样电阻测量电流的装置提高了频带测量范围。采样电阻的测量较为独立，不易受电磁干扰影响，而罗氏线圈等电流测试手段一般不能与被测导线紧密接触，出现测量结果中夹杂电磁噪声的现象，使得测试结果中噪声含量远比采样电阻方法大得多，这种现象在小电流测试情况下尤为明显，所以采样电阻测量电流有更好的信噪比特性。由于测量环境中电磁噪声的存在，在罗氏线圈测量电流时，即使被测电流恒为零，其测量结果也会随噪声波动，产生零漂现象；而采样电阻测量电流不会出现此问题，采样电阻可以取得更高的测量精度。霍尔效应使得罗氏线圈等常用电流测量工具的测量响应时间变长，不利于快速控制，而采样电阻测量延时相对较小，可以提高控制速度。

发明内容

本发明的目的是克服普通电流测量工具测量频带窄、噪声影响大、零漂大、测量成本高的缺点，提出一种新的电流测量装置。

本发明电流测量装置包括测量部分、电路连接部分和模拟信号转换处理部分。其中测量部分用于被测电流到电压的转换和电压测量，测量部分与被测电路通过电路连接部分连接；模拟信号转换处理部分用于对测量得到的信号进行模数转换。信号转换处理部分通过BNC同轴线缆输送测得的模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号。

所述的测量部分包括相互并联的刺刀螺母连接器和采样电阻。所述的电气连接部分为印制电路板上的金属电路、金属焊孔或裸露导体。金属焊孔或裸露导体用于连接刺刀螺母连接器和金属电路，位于刺刀螺母连接器与金属电路之间。裸露导体与金属电路连接。采样电阻通过印制电路板的金属电路分别与被测电路正极接口和负极接口连接，通过刺刀螺母连接器一端的金属管脚与所述印制电路板上的金属焊孔焊接，或者，通过刺刀螺母连接器一端的螺丝螺母与印制电路板表面的裸露导体压接，实现刺刀螺母连接器与采样电阻之间的并联连接。所述的信号转换处理部分包括BNC同轴线缆和模拟/数字转换器，BNC同轴线缆与刺刀螺母连接器连接，通过刺刀螺母连接器标准接口将测得的采样电阻两端的电压传输到模拟/数字转换器，采样电阻两端的电压与被测电流成正比。模拟/数字转换器将电阻两端的电压信号采样并转换为数字信号，输送出来进行存储、显示或监测控制。所述的电流测量装置通过印制电路板与被测电路连接。模拟/数字转换器由外部电源供电。

所述刺刀螺母连接器的一端为BNC标准接头，另一端为金属管脚或螺丝。刺刀螺母连接器的金属管脚分别连接内外两层金属，外层金属为负极，内层金属为正极，内外层之间为绝缘介质。印制电路板有正负两个金属电路，以及用于焊接的金属焊孔或用于压接的裸露导体。采样电阻由两端的金属和中间的电阻本体组成。BNC同轴线缆包括同轴线缆和两端的接头。印制电路板的正极金属电路与被测电路的正极接口连接，印制电路板的负极金属电路与被测电路的负极接口连接，本发明电流测量装置通过印制电路板与被测电路连接。所述的刺刀螺母连接器的正极金属管脚焊接在印制电路板的正极金属电路对应焊孔中，或者，所述的刺刀螺母连接器的正极螺丝与印制电路板下表面的、与正极金属电路连接的裸露导体通过压接连接；所述的刺刀螺母连接器的负极金属管脚焊接在印制电路板的负极金属电路上，或者，所述的刺刀螺母连接器的负极螺丝压接于印制电路板上表面的、与负极金属电路连接的裸露导体上，连接刺刀螺母连接器与印制电路板。采样电阻两端的金属分别与所述的印制电路板上的正极金属电路和负极金属电路焊接，形成刺刀螺母连接器与采样电阻的并联连接。刺刀螺母连接器通过自身的正负两极金属管脚或螺丝，将采样电阻的电压分别传送到刺刀螺母连接器BNC标准接头的外壳和管柱，BNC标准接头的外壳为负极，管柱为正极。BNC同轴线缆通过其上的标准接头与刺刀螺母连接器的BNC标准接头连接，将电压信号传输给模拟/数字转换器，模拟/数字转换器进行测量信号的模数转换。

本发明电流测量装置使用了刺刀螺母连接器，通过测量采样电阻两端的电压间接测量被测电路中的电流。本发明通过印制电路板将采样电阻串联于被测电路中，并将刺刀螺母连接器与采样电阻并联。本发明采用印制电路板代替普通导线，降低了测量元件连接的杂散寄生电感、电容，降低了电流测量装置和被测电路的相互影响。刺刀螺母连接器及BNC同轴线缆均具有抗电磁干扰的能力，且成本低廉，相对于罗氏线圈等电磁感应式的普通电流测量装置，采样电阻测量电流成本极低、测量噪声小、测量结果无零漂、响应速度快。且本发明测量装置中的各种元件都易于获得，易于实现。因此，刺刀螺母连接器和采样电阻拓宽了测量频带、提高了测量信噪比、消除了零漂、降低了测量成本。

附图说明

图1a为本发明测量装置的电路原理图，图1b为包括本发明测量装置实例一的正视图，图1c为本发明测量装置实例一的刺刀螺母连接器、采样电阻及印制电路板等部件的俯视图；

图2为刺刀螺母连接器为弯角式焊接型的本发明实施例一正视图；

图3为刺刀螺母连接器为直线式焊接型的本发明实施例二正视图；

图4为刺刀螺母连接器为直线式压接型的本发明实施例三正视图；

图5为刺刀螺母连接器为弯角式压接型的本发明实施例四正视图；

图6为采样电阻为贴片式电阻的本发明实施例五仰视图；

图7为采样电阻为管脚式电阻的本发明实施例六仰视图；

图8a为焊接型定制刺刀螺母连接器的本发明实施例七剖面图；

图8b为压接型定制刺刀螺母连接器的本发明实施例八剖面图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1a为本发明电流测量装置的电路原理图。如图1a所示，本发明电流测量装置中的采样电阻3通过印制电路板2上的正极金属电路201、负极金属电路200分别与被测电路的正极接口、负极接口连接，将所述的采样电阻3串联于被测电路的正极接口和负极接口之间，并通过所述的两个金属电路201、200与刺刀螺母连接器1的正负两极形成并联连接。刺刀螺母连接器1的正负两极电压即是采样电阻3上的电压，该电压与被测电路电流成常数比例关系。刺刀螺母连接器1与BNC同轴线缆4连接，将采样电阻3上的电压信号传输到模拟/数字转换器5，模拟/数字转换器5将电压信号采样、转换为数字信号，得到被测电路的电流值。模拟/数字转换器5由外部电源供电，如图1a所示。

图1b为本发明电流测量装置实例一的正视图。如图1b所示，本发明电流测量装置主要包括测量部分、电路连接部分和模拟信号转换处理部分。其中测量部分用于被测电流到电压的转换和电压测量，电路连接部分实现测量部分和被测电路的电气连接，模拟信号转换处理部分用于对测量得到的信号进行模数转换。电路连接部分通过焊孔焊接或机械压接的方式实现测量部分中部件的电气连接。信号转换处理部分通过BNC同轴线缆将测得的模拟信号输送、并转换为数字信号。

所述的测量部分包括相互并联的刺刀螺母连接器1和采样电阻3，所述的刺刀螺母连接器1的一端为圆柱状的正极金属管脚101和负极金属管脚100，或者为螺丝；刺刀螺母连接器1的另一端为BNC标准接头。刺刀螺母连接器1的正极金属管脚101和印制电路板的正极金属电路201连接，刺刀螺母连接器1的负极金属管脚100与印制电路板的负极金属电路200连接。刺刀螺母连接器1BNC标准接头的一端与所述的BNC同轴线缆接头401连接。刺刀螺母连接器1一端的BNC标准接头包括标准接头外壳103、绝缘环102和标准接头管柱111，如图1c所示。BNC标准接头的外壳103与刺刀螺母连接器1一端的负极金属管脚100短路，形成所述的刺刀螺母连接器1的负极。BNC标准接头的管柱111与刺刀螺母连接器1一端的正极金属管脚101短路，形成所述的刺刀螺母连接器1的正极。BNC标准接头的绝缘环102位于刺刀螺母连接器1的负极和正极之间。所述的采样电阻3的两端分别焊接于所述的正极金属电路201和负极金属电路200上，所述刺刀螺母连接器1与所述的采样电阻3并联。所述的印制电路板上的正极金属电路201与被测电路的正极接口连接；所述的印制电路板上的负极金属电路200与被测电路的负极接口连接，将所述的采样电阻3串联于被测电路中。所述的刺刀螺母连接器1的正极金属管脚101、负极金属管脚100分别与所述的正极金属电路201、负极金属电路200焊接连接，形成所述的刺刀螺母连接器1与所述的采样电阻3的并联连接。测量部分通过测量采样电阻3两端的电压间接得到被测电路中的电流值。电路连接部分的功能主要由印制电路板2实现。所述的印制电路板2包括衬底和金属电路200、201。所述的印制电路板2的衬底实现机械支撑和不同金属电路间的电气绝缘功能。所述的金属电路包括正极金属电路201和负极金属电路200。所述的负极金属电路200连接被测电路的负极接口和所述的测量部分中刺刀螺母连接器1的负极金属管脚100，以及所述的采样电阻3的一端；所述的正极金属电路201连接被测电路正极接口，刺刀螺母连接器1的正极金属管脚101，以及所述的采样电阻3的另一端。

图2为本发明实施例一刺刀螺母连接器为弯角式焊接型的正视图。本发明所述电流测量装置包括刺刀螺母连接器1，印制电路板2和采样电阻3，以及连接刺刀螺母连接器1与模拟/数字转换器5的BNC同轴线缆4。弯角式焊接型的刺刀螺母连接器1的两只金属管脚100、101的中心线和其另一端的标准接头外壳103的中心线垂直。所述的标准接头外壳103与所述的BNC同轴线缆4中的接头401通过机械螺旋压接的方式相连。所述的负极金属管脚100和正极金属管脚101是圆柱状，其中正极金属管脚101为一个，负极金属管脚100通常为4个，4个所述的负极金属管脚100环绕布置在所述的正极金属管脚101周围。所述的刺刀螺母连接器1与所述的印制电路板2上的负极金属电路200、正极金属电路201分别通过负极金属管脚100、正极金属管脚101与相应焊孔之间的焊接形成电气连接。所述的负极金属管脚100、正极金属管脚101及相应焊孔位于印制电路板上与所述的负极金属电路200、正极金属电路201相连的任何位置。所述的采样电阻3焊接于所述的负极金属电路200和正极金属电路201之间。

图3为本发明实施例二刺刀螺母连接器为直线式焊接型的正视图。本发明所述电流测量装置包括刺刀螺母连接器1，印制电路板2，采样电阻3，连接刺刀螺母连接器1和模拟/数字转换器5的BNC同轴线缆4。直线式焊接型的刺刀螺母连接器1的正极金属管脚101的中心线和刺刀螺母连接器1另一端的标准接头外壳103的中心线重合。所述的标准接头外壳103与所述的BNC同轴线缆4中的接头401通过机械螺旋压接的方式相连。两只所述的金属管脚100、101为圆柱状，其中正极金属管脚101为一个，负极金属管脚100通常为4个，4个所述的负极金属管脚100环绕布置在所述的正极金属管脚101周围。所述的刺刀螺母连接器1的正极金属管脚101和负极金属管脚100分别与所述的印制电路板2上的正极金属电路201、负极金属电路200通过相应焊孔焊接连接。所述的正极金属管脚101、负极金属管脚100和相应焊孔位于印制电路板上与所述的金属电路200、201相连的任何位置。所述的采样电阻3焊接于印制电路板的所述的负极金属电路200和正极金属电路201之间。

图4为本发明实施例三刺刀螺母连接器为直线式压接型的正视图。本发明所述电流测量装置包括刺刀螺母连接器1，印制电路板2，采样电阻3，连接刺刀螺母连接器1和模拟/数字转换器5的BNC同轴线缆4。所述的直线式压接型的刺刀螺母连接器1一端的负极螺丝104、正极螺丝107和两个螺母105、106分别压接在所述的印制电路板2的上下两表面的裸露导体上，固定刺刀螺母连接器1，并实现刺刀螺母连接器1与印制电路板2之间的电气连接。所述的正极金属电路201和第一裸露导体相互短路，第一裸露导体位于印制电路板2的下表面，第一裸露导体位于正极螺母106与正极金属电路201之间，所述的第一裸露导体与正极螺丝107通过正极螺母106压接，形成正极金属电路201与正极螺丝107之间的电气连接；负极金属电路200和第二裸露导体相互短路，第二裸露导体位于印制电路板2的上表面，第二裸露导体位于负极螺母105与负极金属电路200之间，所述的第二裸露导体与负极螺丝104通过负极螺母105压接，形成负极金属电路200与负极螺丝104之间的电气连接。所述的刺刀螺母连接器1的负极螺母105、正极螺母106、负极螺丝104、正极螺丝107的中心线和与刺刀螺母连接器1另一端的标准接头外壳103的中心线重合。所述的标准接头外壳103与所述的BNC同轴线缆4的接头401通过机械螺旋压接的方式相连。所述的负极螺丝104与图1c中的刺刀螺母连接器1的标准接头外壳103短路，组成所述的刺刀螺母连接器1的负极，位于所述刺刀螺母连接器1的外层；所述的负极螺母105与所述的负极螺丝104配合连接。正极螺丝107与图1c中所述的标准接头管柱111短路，组成所述的刺刀螺母连接器1的正极，位于所述刺刀螺母连接器1的内层，所述的正极螺母106与所述的正极螺丝107配合连接。所述的正极螺丝107和负极螺丝104及相应裸露导体位于印制电路板上与所述的金属电路200、201相连的任何位置。所述的采样电阻3焊接于两个金属电路200、201之间。

图5为本发明实施例四刺刀螺母连接器为弯角式压接型的正视图。本发明所述电流测量装置包括刺刀螺母连接器1、印制电路板2、采样电阻3、连接刺刀螺母连接器1和模拟/数字转换器5的BNC同轴线缆4。所述的弯角式压接型的刺刀螺母连接器1一端的负极螺丝104、正极螺丝107、负极螺母105、正极螺母106分别压接在所述的印制电路板2的上表面和下表面的裸露导体上，固定刺刀螺母连接器1；正极金属电路201和第一裸露导体相互短路，第一裸露导体位于印制电路板2的下表面，第一裸露导体位于正极螺母106与正极金属电路201之间，所述的第一裸露导体与正极螺丝107通过正极螺母106压接，形成正极金属电路201与正极螺丝107之间的电气连接；负极金属电路200和第二裸露导体相互短路，第二裸露导体位于印制电路板2的上表面，第二裸露导体位于负极螺母105与负极金属电路200之间，所述的第二裸露导体与负极螺丝104通过负极螺母105压接，形成负极金属电路200与负极螺丝104之间的电气连接。所述的刺刀螺母连接器1的两个螺母105、106、两个螺丝104、107的中心线和与所述的标准接头外壳103的中心线不重合。所述刺刀螺母连接器1的标准接头外壳103与所述的BNC同轴线缆4的接头401通过机械螺旋压接的方式相连。所述的负极螺丝104与图1c中所述的刺刀螺母连接器1的标准接头外壳103短路，组成所述的刺刀螺母连接器1的负极，刺刀螺母连接器1的所述的负极位于所述刺刀螺母连接器1的外层，所述的负极螺母105与所述的负极螺丝104配合连接。正极螺丝107与图1c中所述的标准接头管柱111短路，组成所述的刺刀螺母连接器1的正极，刺刀螺母连接器1的所述的正极位于所述刺刀螺母连接器1的内层，所述的正极螺母106与所述的正极螺丝107配合连接。所述的正极螺丝107和负极螺丝104及相应裸露导体位于印制电路板上与所述的金属电路200、201相连的任何位置。所述的采样电阻3焊接于两个金属电路200、201之间。

图6为本发明实施例五的印制电路板2和采样电阻3的仰视图。所述的印制电路板2上的采样电阻3为贴片式电阻。本发明所述电流测量装置包括刺刀螺母连接器1，印制电路板2，采样电阻3，连接刺刀螺母连接器和模拟/数字转换器的BNC同轴线缆4。所述的贴片式采样电阻3的两端为用于焊接的第一、第二金属化表面302、301，所述的第二金属化表面301、第一金属化表面302之间为有效电阻300。所述采样电阻3的第一金属化表面302焊接于所述正极金属电路201上，所述的正极金属电路201与所述的刺刀螺母连接器1中的正极金属管脚101或正极螺母106形成电气连接；所述采样电阻3的第二金属化表面301焊接于所述负极金属电路200上，所述的负极金属电路200与所述的刺刀螺母连接器1中的负极金属管脚100或负极螺母105形成电气连接，形成所述的刺刀螺母连接器1与所述的采样电阻3并联结构。所述的采样电阻3的第一金属化表面302通过正极金属电路201与所述的被测电路正极接口连接，第二金属化表面301和负极接口通过负极金属电路200形成电气连接，使得所述的采样电阻3串联于被测电路中。所述贴片电阻可以为单个或多个。当贴片电阻为多个时，所有贴片电阻的第二金属化表面301均与所述的负极金属电路200焊接连接，所有贴片电阻的第一金属化表面302均与所述的正极金属电路201焊接连接。所述的采样电阻3阻值较小，对被测主电路影响较小，耐受功率即通流能力大，阻值精确、寄生电感和寄生电容小；所述的电阻具有较宽的响应带宽即较小的测量误差。

图7为本发明实施例六的印制电路板2和采样电阻3的仰视图。所述的印制电路板2上的采样电阻3为管脚式电阻。本发明所述电流测量装置包括刺刀螺母连接器1、印制电路板2、采样电阻3、连接刺刀螺母连接器和模拟/数字转换器的BNC同轴线缆4。所述的管脚式采样电阻3的两端为两根金属导线304、305，两根金属导线304、305之间为电阻本体306。所述的采样电阻3与所述的印制电路板2通过正极金属电路201、负极金属电路200形成电气连接。采样电阻的第一金属导线305焊接于所述正极金属电路201的相应焊孔内，所述的正极金属电路201与所述的刺刀螺母连接器1中的正极金属管脚101或正极螺母106形成电气连接；所述的第二金属导线304焊接于所述负极金属电路200的相应焊孔内，所述的负极金属电路200与所述的刺刀螺母连接器1中的负极金属管脚100或负极螺母105形成电气连接，形成采样电阻3与刺刀螺母连接器1的并联连接。所述的采样电阻3的第一金属导线305通过正极金属电路201与所述的被测电路正极接口连接，第二金属导线304和负极接口通过负极金属电路200形成电气连接，使得所述的采样电阻3串联于被测电路中。所述的管脚式电阻3可以为单个或多个。当管脚式电阻为多个时，所有管脚式电阻的第二金属导线304均与所述的负极金属电路200焊接连接，所有管脚式电阻的第一金属导线305均与所述的正极金属电路201焊接连接。所述的采样电阻3阻值较小，对被测主电路影响较小，耐受功率即通流能力大，阻值精确、寄生电感和寄生电容小；所述的电阻具有较宽的响应带宽即较小的测量误差。

图8a和图8b分别为本发明实施例七焊接型和实施例八压接型两种连接形式的定制刺刀螺母连接器的剖面图，图8a中的刺刀螺母连接器的正极金属管脚101和负极金属管脚100分别焊接于正极金属电路201、负极金属电路200的焊孔上，实现刺刀螺母连接器与其他器件的电气连接。图8b中的刺刀螺母连接器的负极螺丝104，通过负极螺母105压接于印制电路板上表面、与金属电路200连接的裸露导体上，刺刀螺母连接器的正极螺丝107，通过正极螺母106压接于印制电路板下表面、与金属电路201短路的裸露导体上，形成刺刀螺母连接器与其他器件之间的电气连接。所述的定制刺刀螺母连接器10由一般的刺刀螺母连接器1和采样电阻113组合而成。如图8a所示，所述的刺刀螺母连接器1由负极金属管脚100，正极金属管脚101，BNC标准接头外壳103，BNC标准接头管柱111，以及两个绝缘环112、114组成；所述的采样电阻113位于所述的刺刀螺母连接器1的正极和负极之间，绝缘环112位于采样电阻113上方，绝缘环114位于采样电阻113下方，两个绝缘环分别与采样电阻113的上下两面贴合。所述定制刺刀螺母连接器10的正极由正极金属管脚101和标准接头管柱111组成，正极金属管脚101和标准接头管柱111通过两者之间的金属导体短路。所述定制刺刀螺母连接器10的负极包括负极金属管脚100和标准接头外壳103，负极金属管脚100与标准接头外壳103短路连接；正极金属管脚101和负极金属管脚100分别焊接在印制电路板的正极金属电路201和负极金属电路200的对应焊孔中，实现所述的定制刺刀螺母连接器10和所述的印制电路板2上金属电路的电气连接。如图8b所示，所述的刺刀螺母连接器1由正极螺丝107、负极螺丝104、标准BNC接头外壳103、标准接头管柱111，以及两个绝缘环112、114组成；所述的采样电阻113位于所述的刺刀螺母连接器1的正极和负极之间，绝缘环112位于采样电阻113上方，绝缘环114位于采样电阻113下方，两个绝缘环分别与采样电阻113的上下两面贴合。所述的定制刺刀螺母连接器10的正极包括正极螺丝107和标准接头管柱111，正极螺丝107和标准接头管柱111通过两者之间的金属导体短路；所述的定制刺刀螺母连接器10的负极包括负极螺丝104和标准接头外壳103。负极螺丝104与标准接头外壳103短路连接。分别位于负极螺丝104、正极螺丝107外侧的负极螺母105和正极螺母106分别压接在印制电路板2上下两面、与金属电路200、201分别短路的裸露导体上，实现所述的定制刺刀螺母连接器10和所述的印制电路板2上金属电路的电气连接。图8a和图8b所示的定制刺刀螺母连接器10可以是直线式结构，也可以是弯角式结构。所述的刺刀螺母连接器10与所述的BNC同轴线缆4通过所述的标准接头外壳103和接头401通过机械螺旋压接的方式相连。

Claims (10)

1.一种电流测量装置，其特征在于：所述的电流测量装置包括测量部分、电路连接部分和模拟信号转换处理部分；所述的测量部分用于被测电流到电压的转换和电压测量；所述的电路连接部分连接电流测量装置与被测电路；模拟信号转换处理部分用于对测量得到的信号进行模数转换；信号转换处理部分通过BNC同轴线缆输送测得的模拟信号，并将模拟信号转换为数字信号；所述的测量部分包括相互并联的刺刀螺母连接器(1)和采样电阻(3)；所述的电气连接部分为印制电路板(2)；采样电阻(3)通过印制电路板(2)与被测电路串联；刺刀螺母连接器(1)通过印制电路板(2)上与金属电路对应的焊孔或裸露导体，并联于采样电阻(3)的两端；所述的信号转换处理部分包括BNC同轴线缆(4)和模拟/数字转换器(5)，BNC同轴线缆(4)与刺刀螺母连接器(1)连接，将测得的采样电阻(3)两端的电压传输到模拟/数字转换器(5)，模拟/数字转换器(5)将采样电阻(3)两端的电压信号转换为数字信号。

2.根据权利要求1所述的电流测量装置，其特征在于：所述的刺刀螺母连接器(1)的正极金属管脚(101)焊接在印制电路板(2)的正极金属电路(201)对应焊孔中，或者，所述的刺刀螺母连接器的正极螺丝(107)压接于印制电路板(2)下表面、与正极金属电路(201)连接的裸露导体上；所述的刺刀螺母连接器(1)的负极金属管脚(100)焊接在印制电路板(2)的负极金属电路(200)对应焊孔中，或者，所述的刺刀螺母连接器(1)的负极螺丝(104)压接于印制电路板(2)上表面、与负极金属电路(200)连接的裸露导体上；刺刀螺母连接器(1)的另一端与所述的BNC同轴线缆(4)连接；所述的采样电阻(3)的两端分别与印制电路板(2)上的正极金属电路(201)和负极金属电路(200)焊接连接；所述的印制电路板(2)的正极金属电路(201)与被测电路的正极接口连接，印制电路板(2)的负极金属电路(200)与被测电路的负极接口连接，使得所述的电流测量装置串联于被测电路中。

3.根据权利要求1或2所述的电流测量装置，其特征在于：弯角式焊接型的刺刀螺母连接器的正负两只金属管脚(101、100)的中心线和刺刀螺母连接器另一端的BNC标准接头的外壳(103)的中心线垂直；所述的标准接头外壳(103)与所述的BNC同轴线缆(4)的接头(401)通过机械螺旋压接的方式相连；所述的刺刀螺母连接器的负极金属管脚(100)和正极金属管脚(101)为圆柱状，其中正极金属管脚(101)为一个，负极金属管脚(100)为4个，4个负极金属管脚环绕布置在所述的正极金属管脚(101)周围；所述的刺刀螺母连接器的负极金属管脚(100)、正极金属管脚(101)分别与所述的印制电路板(2)上的负极金属电路(200)、正极金属电路(201)焊接连接；所述的负极金属管脚(100)、正极金属管脚(101)及相应焊孔位于印制电路板(2)上、与所述的负极金属电路(200)、正极金属电路(201)相连的任何位置。

4.根据权利要求1或2所述的电流测量装置，其特征在于：直线式焊接型的刺刀螺母连接器的正极金属管脚(101)的中心线和刺刀螺母连接器另一端的BNC标准接头的外壳(103)的中心线重合；所述的BNC标准接头的外壳(103)与所述的BNC同轴线缆(4)的接头(401)通过机械螺旋压接的方式相连；刺刀螺母连接器的正负金属管脚(100、101)为圆柱状，其中正极金属管脚(101)为一个，负极金属管脚(100)为4个，4个负极金属管脚(100)环绕布置在所述的正极金属管脚(101)周围；所述的刺刀螺母连接器的正极金属管脚(101)和负极金属管脚(100)分别与所述的印制电路板(2)上的正极金属电路(201)、负极金属电路(200)对应的焊孔焊接连接；所述的正极金属管脚(101)、负极金属管脚(100)位于印制电路板上与所述的金属电路(200、201)相连的任何位置。

5.根据权利要求1或2所述的电流测量装置，其特征在于：直线式压接型的刺刀螺母连接器一端的负极螺丝(104)、正极螺丝(107)、负极螺母(105)、正极螺母(106)分别压接在所述的印制电路板(2)的上表面和下表面的裸露导体上，固定刺刀螺母连接器；所述的正极金属电路(201)和第一裸露导体相互短路，第一裸露导体位于印制电路板(2)的下表面；所述的第一裸露导体与正极螺丝(107)通过正极螺母(106)压接，形成正极金属电路(201)与正极螺丝(107)之间的电气连接；负极金属电路(200)和第二裸露导体相互短路，第二裸露导体位于印制电路板(2)的上表面；所述的第二裸露导体与负极螺丝(104)通过负极螺母(105)压接，形成负极金属电路(200)与负极螺丝(104)之间的电气连接；所述的刺刀螺母连接器(1)的正极螺母(106)和负极螺母(105)、正极螺丝(107)和负极螺丝(104)的中心线和与刺刀螺母连接器另一端的BNC标准接头外壳(103)的中心线重合；所述刺刀螺母连接器的BNC标准接头外壳(103)与所述的BNC同轴线缆(4)的接头(401)通过机械螺旋压接的方式相连；所述的负极螺丝(104)与刺刀螺母连接器的BNC标准接头的外壳(103)短路，组成所述的刺刀螺母连接器的负极，位于所述刺刀螺母连接器的外层；正极螺丝(107)与刺刀螺母连接器的BNC标准接头管柱(111)短路，组成刺刀螺母连接器的正极，位于刺刀螺母连接器的内层；所述的正极螺丝(107)和负极螺丝(104)及裸露导体位于印制电路板上与所述的金属电路(200、201)相连的任何位置。

6.根据权利要求1或2所述的电流测量装置，其特征在于：弯角式压接型的刺刀螺母连接器一端的负极螺丝(104)、正极螺丝(107)，负极螺母(105)、正极螺母(106)分别压接在所述的印制电路板(2)的上表面和下表面的裸露导体上，固定刺刀螺母连接器；所述的正极金属电路(201)和第一裸露导体相互短路，第一裸露导体位于印制电路板(2)的下表面；所述的第一裸露导体与正极螺丝(107)通过正极螺母(106)压接，形成正极金属电路(201)与正极螺丝(107)之间的电气连接；负极金属电路(200)和第二裸露导体相互短路，第二裸露导体位于印制电路板(2)的上表面；所述的第二裸露导体与负极螺丝(104)通过负极螺母(105)压接，形成负极金属电路(200)与负极螺丝(104)之间的电气连接；所述的刺刀螺母连接器(1)的正极螺母(106)和负极螺母(105)、正极螺丝(107)和负极螺丝(104)的中心线和与刺刀螺母连接器另一端的BNC标准接头外壳(103)的中心线不重合；所述刺刀螺母连接器的BNC标准接头外壳(103)与所述的BNC同轴线缆(4)的接头(401)通过机械螺旋压接的方式相连；所述的负极螺丝(104)与刺刀螺母连接器的BNC标准接头的外壳(103)短路，组成所述的刺刀螺母连接器的负极，所述的刺刀螺母连接器的负极位于所述刺刀螺母连接器的外层；正极螺丝(107)与刺刀螺母连接器的BNC标准接头管柱(111)短路，组成刺刀螺母连接器的正极，所述的刺刀螺母连接器的正极位于刺刀螺母连接器的内层；所述的正极螺丝(107)和负极螺丝(104)及裸露导体位于印制电路板上与所述的金属电路(200、201)相连的任何位置。

7.根据权利要求1或2所述的电流测量装置，其特征在于：所述的采样电阻(3)为贴片式采样电阻；贴片式采样电阻的两端为用于焊接的第一、第二金属化表面(302、301)，所述的第二金属化表面(301)、第一金属化表面(302)之间为有效电阻(300)；所述的贴片式采样电阻的第一金属化表面(302)与所述的被测电路正极接口通过正极金属电路(201)连接，所述的贴片式采样电阻的第二金属化表面(301)与被测电路的负极接口通过负极金属电路(200)连接，将采样电阻(3)串联连接于被测电路两接口之间；所述的刺刀螺母连接器(1)的正极金属管脚(101)或正极螺丝(107)与所述的采样电阻(3)的第一金属化表面(302)连接，所述的刺刀螺母连接器(1)的负极金属管脚(100)或负极螺丝(104)与所述的采样电阻(3)的第二金属化表面(301)连接，形成采样电阻(3)与所述的刺刀螺母连接器(1)的并联连接；所述贴片电阻为单个或多个；当贴片电阻为多个时，所有贴片电阻的第二金属化表面(301)均与所述的负极金属电路(200)焊接，所有贴片电阻的第一金属化表面(302)均与所述的正极金属电路(201)焊接。

8.根据权利要求1或2所述的电流测量装置，其特征在于：所述的采样电阻(3)为管脚式采样电阻；管脚式采样电阻的两端为两根金属导线(304、305)，第一金属导线(305)与第二金属导线(304)之间为电阻本体(306)；管脚式采样电阻的第一金属导线(305)焊接于所述正极金属电路(201)上，所述的正极金属电路(201)与所述的刺刀螺母连接器的正极金属管脚(101)或正极螺母(106)形成电气连接，并与被测电路的正极接口连接；所述的第二金属导线(304)焊接于所述负极金属电路(200)上，所述的负极金属电路(200)与刺刀螺母连接器中的负极金属管脚(100)或负极螺母(105)形成电气连接，并与被测电路的负极接口连接，形成所述的采样电阻(3)串联于被测电路正极接口、负极接口之间的电气连接；所述的刺刀螺母连接器(1)与所述采样电阻(3)并联连接；所述的管脚式电阻为单个或多个，当管脚式电阻为多个时，所有管脚式电阻的第二金属导线(304)均与所述的负极金属电路(200)焊接连接，所有管脚式电阻的第一金属导线(305)均与所述的正极金属电路(201)焊接连接。

9.根据权利要求1或2所述的电流测量装置，其特征在于：焊接型定制刺刀螺母连接器由负极金属管脚(100)、正极金属管脚(101)、BNC标准接头外壳(103)、BNC标准接头管柱(111)，采样电阻(113)，以及两个绝缘环(112、114)组成；所述的采样电阻(113)位于所述的定制刺刀螺母连接器的正极和负极之间，绝缘环(112)位于采样电阻(113)上方，绝缘环(114)位于采样电阻(113)下方，两个绝缘环分别与采样电阻(113)的上下两面贴合；所述定制刺刀螺母连接器的正极包括正极金属管脚(101)和标准接头管柱(111)，正极金属管脚(101)和标准接头管柱(111)通过两者之间的金属导体短路；所述定制刺刀螺母连接器的负极包括负极金属管脚(100)和标准接头外壳(103)，负极金属管脚(100)与标准接头外壳(103)短路；正极金属管脚(101)和负极金属管脚(100)分别焊接在印制电路板的正极金属电路(201)和负极金属电路(200)的对应焊孔中；所述的焊接型定制刺刀螺母连接器(10)为直线式结构或弯角式结构。

10.根据权利要求1或2所述的电流测量装置，其特征在于：压接型定制刺刀螺母连接器由正极螺丝(107)、负极螺丝(104)、标准BNC接头外壳(103)、标准接头管柱(111)、采样电阻(113)，以及两个绝缘环(112、114)组成；所述的采样电阻(113)连接于所述的定制刺刀螺母连接器的正极和负极之间，绝缘环(112)位于采样电阻(113)上方，绝缘环(114)位于采样电阻(113)下方，两个绝缘环分别与采样电阻113的上下两面贴合；所述的定制刺刀螺母连接器的正极包括正极螺丝(107)和标准接头管柱(111)，正极螺丝(107)和标准接头管柱(111)通过两者之间的金属导体短路；所述的定制刺刀螺母连接器的负极包括负极螺丝(104)和标准接头外壳(103)，负极螺丝(104)与标准接头外壳(103)短路连接；分别位于负极螺丝(104)和正极螺丝(107)外侧的负极螺母(105)、正极螺母(106)分别压接在印制电路板(2)的上下两面、与金属电路(200、201)分别短路的裸露导体上；所述的压接型定制刺刀螺母连接器(10)为直线式结构或弯角式结构。