CN107831358A - 一种基于max4373heua的电流量测装置 - Google Patents

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张小伟
凌宏涛
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Abstract

本发明提供了一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，包括DC输入电路、采样电阻电路和DC输出电路，所述采样电阻电路包括保险丝和采样电阻；还包括电压放大电路、AD转换电路、MCU微处理器电路和LCD显示电路。本发明前端保险丝对精密低阻值采样电阻起到过流保护作用，提高了安全性，并且精密低阻值采样电阻采样精度高，稳定性好，MAX4373HEUA可将采样电压放大100倍，提高了电流测量精度，且同时适用于大电流、小电流和微小电流的测量，AD转换芯片具有12位采样精度，进一步提高了测量精度，LCD可非常直观的显示量测结果，上位机通过串口可对测试结果实现远程监控，为智能化测试提供了便利。

Description

一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置
技术领域
本发明涉及测量装置技术领域，特别涉及一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置。
背景技术
传统的电流测量方法是用具有电流测量能力的测量设备，比如电流表、万用表或者某些示波器去测量，这些测量设备一般购置成本较高，并且对于测量数据不方便收集，很难与待测电路集成为一体。
进而出现一些电流测量系统，如专利CN 101839936 B，公开了一种电流测量装置，其将电流采样电路分为大电流采样、小电流采样和微小电流采样，并通过三路开关切换不同电流采样时各自线路的导通或断开，虽然提高了微小电流的测量精度，但在测量较大电流时，开关由于发热或者火花等原因，会造成自身触点阻抗发生变化，出现触点钝化现象，导致开关损毁，导致测量的不稳定，并且该装置对流经采样电阻的电流测量还是使用电流表或万用表等测量设备，对于测量数据不方便收集，很难与待测电路集成为一体。
发明内容
(一)解决的技术问题
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，其电路结构简单，成本低廉，性能稳定，使用灵活，方便和其他电路集成使用，并通过LCD直观显示量测结果。
(二)技术方案
一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，包括DC输入电路、采样电阻电路和DC输出电路，所述采样电阻电路包括保险丝和采样电阻；还包括电压放大电路、AD转换电路、MCU微处理器电路和LCD显示电路；所述电压放大电路采集所述采样电阻两端电压并放大，供所述AD转换电路读取；所述AD转换电路将读取的电压模拟量转换成数字量，供所述MCU微处理器电路读取；所述MCU微处理器电路通过I2C接口与所述AD转换电路进行数据通讯，并负责整个系统的数据处理，将电压值转换成流经所述采样电阻的实际电流大小；所述LCD显示电路用于显示所述MCU微处理器电路计算得到的实际电流数值。
进一步的，所述采样电阻为精密低阻值采样电阻，其阻值为10毫欧。
进一步的，所述电压放大电路采用8pin MAX4373HEUA型号芯片。
进一步的，所述AD转换电路包括AD转换芯片、第一～第八电阻和第一电容，所述AD转换芯片通过所述I2C接口与所述MCU微处理器电路进行数据通讯连接。
进一步的，所述MCU微处理器电路包括MCU芯片、石英晶振、第二～第四电容和第九电阻。
再进一步的，所述AD转换芯片为16pin ADS7828E型号芯片。
再进一步的，所述MCU芯片为40pin STC12C5A60S2型号芯片，所述第二电容为电解电容。
作为优选，还包括串口通讯电路，所述串口通讯电路为RS232通讯电路，所述MCU微处理器电路通过所述RS232通讯电路与上位机进行数据交互。
进一步的，所述串口通讯电路包括接口转换芯片、USB接口、第十～第十五电阻和第五～第七电容，所述MCU微处理器电路发送的串口数据经所述接口转换芯片串口转USB后通过所述USB接口与所述上位机进行数据交互。
再进一步的，所述接口转换芯片为28pin FT232型号芯片。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，前端保险丝对精密低阻值采样电阻起到过流保护作用，提高了安全性，并且精密低阻值采样电阻采样精度高，稳定性好，MAX4373HEUA可将采样电压放大100倍，提高了电流测量精度，且同时适用于大电流、小电流和微小电流的测量，AD转换芯片具有12位采样精度，进一步提高了测量精度，LCD可非常直观的显示量测结果，上位机通过串口可对测试结果实现远程监控，为智能化测试提供了便利，其电路结构简单，成本低廉，性能稳定，使用灵活，方便和其他电路集成使用，可广泛应用于不同的测量场合。
附图说明
图1为本发明所涉及的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置的结构框图。
图2为本发明所涉及的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置的电路组成图。
图3为本发明所涉及的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置的AD转换模块电路原理图。
图4为本发明所涉及的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置的MCU微处理器电路原理图。
图5为本发明所涉及的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置的串口通讯电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所涉及的实施例做进一步详细说明。
结合图1和图2，一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，包括DC输入电路、采样电阻电路和DC输出电路，采样电阻电路包括保险丝F1和采样电阻RX1；还包括电压放大电路、AD转换电路、MCU微处理器电路和LCD显示电路；电压放大电路采集采样电阻RX1两端电压并放大，供AD转换电路读取；AD转换电路将读取的电压模拟量转换成数字量，供MCU微处理器电路读取；MCU微处理器电路通过I2C接口与AD转换电路进行数据通讯，并负责整个系统的数据处理，将电压值转换成流经采样电阻RX1的实际电流大小；LCD显示电路用于显示MCU微处理器电路计算得到的实际电流数值。
采样电阻RX1为精密低阻值采样电阻，其阻值为10毫欧，具有精度高，稳定性好的特点。
电压放大电路采用8pin MAX4373HEUA型号芯片。MAX4373HEUA是一种低价位、微功耗电流检测器集成电路，内部除有电流检测放大器外，还集成了电压比较器及基准电压源，工作电流典型值为50uA，工作电压范围宽，从2.7V～28V，输入失调电压低，最大值为1mV，电流检测精度在全量程内为2％，并提供三种不同增益选择：+20V/V，+50V/V及+100V/V，本实施例中选择最大增益+100V/V，即电压放大电路可将采样电阻RX1两端的电压放大100倍，提高了电流检测精度，且同时适用于大电流、小电流和微小电流的测量。
装置接通电源，DC输入端和DC输出端连接上采样电阻RX1后，当采样电阻RX1有正向电流通过时，会在采样电阻RX1的两端产生电压，MAX4373HEUA将此电压放大100倍后输出给AD转换电路，供MCU微处理器读取转换后的电压数字量V，MCU微处理器通过电压电流换算公式I＝V/(100*RX1)＝V/(100×0.01)＝V计算得出流经采样电阻RX1的实际电流大小I，该电流大小可以通过LCD直观显示出来。
如图3所示，AD转换电路包括AD转换芯片U2、电阻R1～R8和电容C1，AD转换芯片通过I2C接口与MCU微处理器电路进行数据通讯连接。其中，AD转换芯片U2为16pin ADS7828E型号芯片。ADS7828E型号芯片是一款低功耗、8通道、12位取样精度、使用I2C总线接口的模数转换器。
如图4所示，MCU微处理器电路包括MCU芯片U3、石英晶振CRY1、电容C2～C4和电阻R9。其中，MCU芯片U3为40pin STC12C5A60S2型号芯片，电容C2为电解电容。STC12C5A60S2型号芯片是高速、低功耗、超强干扰的新一代8051单片机，内部集成MAX810专用复位电路和8路高速10位A/D转换，外围电路简单，对开发设备要求很低，开发时间也大大缩短。可灵活修改微处理器内设置的电流参数，应用于不同的场合。
装置还包括串口通讯电路，串口通讯电路为RS232通讯电路，MCU微处理器电路通过RS232通讯电路与上位机进行数据交互，为智能化测试提供了便利。
串口通讯电路包括接口转换芯片U3、USB接口USB1、电阻R10～R15和电容C5～C7，MCU微处理器电路发送的串口数据经接口转换芯片串口转USB后通过所述USB接口与所述上位机进行数据交互。其中，接口转换芯片U5为28pin FT232型号芯片。MCU微处理器输出TTL电平信号，需转换成RS232电平信号，才能与上位机进行数据交互。而RS232接口虽然具有远距离传输和抗干扰性能好等特点，但其传输速率较慢，因此通过FT232型号芯片将串口转USB，在RS232接口和USB接口之间建立可靠的连接，利用USB接口具有的即插即用和热插拔能力可以给RS232接口设备提供非常容易使用的环境，同时利用RS232接口具有的远距离传输和抗干扰性能好等特点赋予了USB接口远距离传输的功能，上位机通过串口可对测试结果实现远程监控，为智能化测试提供了便利。
本发明提供了一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，前端保险丝对精密低阻值采样电阻起到过流保护作用，提高了安全性，并且精密低阻值采样电阻采样精度高，稳定性好，MAX4373HEUA可将采样电压放大100倍，提高了电流测量精度，且同时适用于大电流、小电流和微小电流的测量，AD转换芯片具有12位采样精度，进一步提高了测量精度，LCD可非常直观的显示量测结果，上位机通过串口可对测试结果实现远程监控，为智能化测试提供了便利，其电路结构简单，成本低廉，性能稳定，使用灵活，方便和其他电路集成使用，可广泛应用于不同的测量场合。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (10)

1.一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，包括DC输入电路、采样电阻电路和DC输出电路，其特征在于：所述采样电阻电路包括保险丝和采样电阻；还包括电压放大电路、AD转换电路、MCU微处理器电路和LCD显示电路；所述电压放大电路采集所述采样电阻两端电压并放大，供所述AD转换电路读取；所述AD转换电路将读取的电压模拟量转换成数字量，供所述MCU微处理器电路读取；所述MCU微处理器电路通过I2C接口与所述AD转换电路进行数据通讯，并负责整个系统的数据处理，将电压值转换成流经所述采样电阻的实际电流大小；所述LCD显示电路用于显示所述MCU微处理器电路计算得到的实际电流数值。
2.根据权利要求1所述的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，其特征在于：所述采样电阻为精密低阻值采样电阻，其阻值为10毫欧。
3.根据权利要求1所述的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，其特征在于：所述电压放大电路采用8pin MAX4373HEUA型号芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，其特征在于：所述AD转换电路包括AD转换芯片、第一～第八电阻和第一电容，所述AD转换芯片通过所述I2C接口与所述MCU微处理器电路进行数据通讯连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，其特征在于：所述MCU微处理器电路包括MCU芯片、石英晶振、第二～第四电容和第九电阻。
6.根据权利要求4所述的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，其特征在于：所述AD转换芯片为16pin ADS7828E型号芯片。
7.根据权利要求5所述的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，其特征在于：所述MCU芯片为40pin STC12C5A60S2型号芯片，所述第二电容为电解电容。
8.根据权利要求1所述的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，其特征在于：还包括串口通讯电路，所述串口通讯电路为RS232通讯电路，所述MCU微处理器电路通过所述RS232通讯电路与上位机进行数据交互。
9.根据权利要求8所述的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，其特征在于：所述串口通讯电路包括接口转换芯片、USB接口、第十～第十五电阻和第五～第七电容，所述MCU微处理器电路发送的串口数据经所述接口转换芯片串口转USB后通过所述USB接口与所述上位机进行数据交互。
10.根据权利要求9所述的一种基于MAX4373HEUA的电流量测装置，其特征在于：所述接口转换芯片为28pin FT232型号芯片。
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