CN205280797U - 一种自动切换量程的电路及电信号测试箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动切换量程的电路及电信号测试箱。所述电路包括：第一传感器模块，连接待测回路，用于获取所述待测回路中的待测值；单片机控制模块，连接所述第一传感器模块，用于如果所述待测值大于预设门限值，则产生第一回路导通信号和第二回路断开信号，否则产生第一回路断开信号和第二回路导通信号；第一开关模块，连接所述单片机控制模块和所述第一传感器模块，用于根据所述第一回路导通信号和断开信号控制第一回路的通断，且将所述待测值传输至所述第一回路；第二开关模块，连接所述单片机控制模块和所述第一传感器模块，用于根据所述第二回路导通信号和断开信号控制第二回路的通断，且将所述待测值传输至所述第二回路。

Description

一种自动切换量程的电路及电信号测试箱

技术领域

本实用新型实施例涉及于电子电路技术领域，尤其涉及一种自动切换量程的电路及电信号测试箱。

背景技术

随着电子技术的不断发展，电子设备的电性能测试被广泛关注。

车辆是日常生活中人们接触较多的电子设备，对车辆进行电信号测试能够了解车辆性能状态。在车辆静态电流测试中，车辆和控制器进入休眠状态之前会有大电流存在，而车辆和控制器休眠之后的静态电流较小，约为几毫安到几十毫安。

车辆静态测试需要实时记录待测电流回路从车辆和控制器上电至休眠整个过程中的电流值，现有的电性能测试设备，虽然因集成了高精度的电流数据采集板卡实现了高精度，但量程小，不满足车辆静态电流测试对设备的需求。

实用新型内容

本实用新型提供一种自动切换量程的电路及电信号测试箱，以实现对电流变化较大的回路中电流的准确测试。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种自动切换量程的电路，包括：

第一传感器模块，连接待测回路，用于获取所述待测回路中的待测值；

单片机控制模块，连接所述第一传感器模块，用于如果所述待测值大于预设门限值，则产生第一回路导通信号和第二回路断开信号，否则产生第一回路断开信号和第二回路导通信号；

第一开关模块，连接所述单片机控制模块和所述第一传感器模块，用于根据所述第一回路导通信号和断开信号控制第一回路的通断，且将所述待测值传输至所述第一回路；

第二开关模块，连接所述单片机控制模块和所述第一传感器模块，用于根据所述第二回路导通信号和断开信号控制第二回路的通断，且将所述待测值传输至所述第二回路。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电信号测试箱，包括：

测量数据采集系统、外壳，以及本实用新型任意实施例所述的自动切换量程的电路。

本实用新型实施例提供的技术方案通过第一传感器模块获取待测回路中的待测值，单片机控制模块根据所述待测值与预设门限值的关系产生回路控制信号，通过第一开关模块和第二开关模块控制对应回路的通断，避免了待测回路中被测量变化较大时对测试回路的损坏，实现了根据待测回路被测量值自动切换不同量程的测试回路，精确地记录特定时间段内待测回路中的被测量变化全过程。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的自动切换量程的电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的电流测试回路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的第一传感器模块的电路结构图；

图4是本实用新型实施例一提供的单片机控制模块的电路结构图；

图5是本实用新型实施例一提供的第一开关模块和第二开关模块的电路结构图；

图6是本实用新型实施例一提供的传感器供电子模块的电路结构图；

图7是本实用新型实施例一提供的单片机供电子模块的电路结构图；

图8是本实用新型实施例二提供的电信号测试箱的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的自动切换量程的电路的结构示意图。如图1所示，所述自动切换量程的电路10包括：第一传感器模块101，连接待测回路，用于获取所述待测回路中的待测值；单片机控制模块102，连接所述第一传感器模块101，用于如果所述待测值大于预设门限值，则产生第一回路导通信号和第二回路断开信号，否则产生第一回路断开信号和第二回路导通信号；第一开关模块103，连接所述单片机控制模块102和所述第一传感器模块101，用于根据所述第一回路导通信号和断开信号控制第一回路的通断，且将所述待测值传输至所述第一回路；第二开关模块104，连接所述单片机控制模块102和所述第一传感器模块101，用于根据所述第二回路导通信号和断开信号控制第二回路的通断，且将所述待测值传输至所述第二回路。

示例性的，本实施例以被测量为电流来具体说明技术方案。具体的，所述待测回路可以为待测电流回路，相应的，所述待测值可以为待测电流值，所述第一回路可以为大电流回路，所述第二回路可以为小电流回路。

图2是本实用新型实施例一提供的电流测试回路的结构示意图。如图2所示，所述电流测试回路包括待测电流回路11、自动切换量程的电路10，以及小量程电流数据采集板卡12，其中，所述小量程数据采集板卡12连接第二开关模块104，用于获取所述小电流回路中的检测电流值，并将所述检测电流值传输给电流数据采集系统，自动切换量程的电路10结构与图1所示电路相同。

需要说明的是，图2中的箭头方向为电流流动方向，待测电流回路11中的电流首先流经第一传感器模块101，为避免待测电流回路11中的电流变化较大时对第一传感器模块101的毁坏，所述第一传感器模块101采用大量程电流数据采集板卡，具体的，其量程为30A。电流数据采集板卡的量程越大，其精度越低，所以大量程电流数据采集板卡不能精确的测量出小电流值，会产生较大的误差。为避免上述问题的出现，本实施例设置大电流回路和小电流回路两个电流测试回路，使用两个继电器分别作为两个电流测试回路的开关，所述两个继电器分别对应第一开关模块103和第二开关模块104，并采用单片机作为控制系统，根据第一传感器模块101传输的电流值与预设门限值的大小关系产生控制信号，通过所述控制信号分别控制第一开关模块103和第二开关模块104的工作，进而控制两个电流测试回路的通断，实现大电流通过大电流回路传输，小电流通过小电流回路传输。值得注意的是，大电流回路和小电流回路中只有一个导通，即两者不同时导通，保证了导通回路中的电流与待测电流回路中的电流相同，能够通过采集导通回路中的电流值准确记录待测电流回路11中电流在对应时间段内的变化情况。对于待测电流回路11中的电流为大电流，即电流值大于预设门限值，单片机控制模块102获取流经第一传感器模块101的电流值，并根据此电流值大于预设门限值产生大电流回路导通信号和小电流回路断开信号，分别传输给第一开关模块103和第二开关模块104，控制大电流回路导通，小电流回路断开，此时第一传感器模块101能够准确的测量电流值，因此，电流数据采集系统在大电流回路导通时采集第一传感器模块101中的电流值作为待测电流回路11的电流值。对于待测电流回路11中的电流为小电流，即电流值小于预设门限值，单片机控制模块102获取流经第一传感器模块101的电流值，并根据此电流值小于预设门限值产生小电流回路导通信号和大电流回路断开信号，分别传输给第一开关模块103和第二开关模块104，控制小电流回路导通，大电流回路断开，此时第一传感器模块101已不能够准确的测量电流值，所以在小电流回路中加入测量精度高的小量程电流数据采集板卡，以在小电流回路导通时，准确测量回路中的电流值，电流数据采集系统既在小电流回路导通时采集小电流数据采集板卡中的电流值作为待测电流回路的电流值。

图3是本实用新型实施例一提供的第一传感器模块的电路结构图。如图3所示，所述第一传感器模块包括电流传感器芯片210，所述电流传感器芯片210的第一输出引脚211连接单片机控制模块，第二输出引脚212连接所述第一开关模块和所述第二开关模块，输入引脚213通过并联的第一自恢复保险220和第二自恢复保险230连接所述待测电流回路。其中，第一输出引脚211还通过一个二极管连接电源，并通过一个电容接地，以分别实现放置电流反向和稳压的作用。本实施例采用第一自恢复保险220和第二自恢复保险230并联的方式设置保险，提高了保险装置的自恢复能力，增强了电流测试回路的可靠性和安全性。

图4是本实用新型实施例一提供的单片机控制模块的电路结构图。如图4所示，所述单片机控制模块包括单片机芯片310、晶振电路子模块320、复位电路子模块330、供电电路子模块340以及电平转换子模块350，所述晶振电路子模块320、复位电路子模块330、供电电路子模块340以及电平转换子模块350分别与所述单片机芯片310的对应引脚连接。其中，单片机芯片310、晶振电路子模块320、复位电路子模块330，以及供电电路子模块340为单片机最小系统，为常规结构，再次不再累述其结构和各部分的工作性能。电平转换子模块350用于将单片机控制模块与上位机进行连接，以实现程序的下载。单片机芯片310通过电流输入引脚311与电流传感器芯片的第一输出引脚连接，采集第一传感器模块中流经的电流，通过第一控制引脚312和第二控制引脚313分别与第一开关模块和第二开关模块连接，控制第一开关模块和第二开关模块的通断。

图5是本实用新型实施例一提供的第一开关模块和第二开关模块的电路结构图。其中，图5左侧虚框中为第一开关模块的电路结构图，右侧虚框中为第二开关模块的电路结构图。如图5所示，所述第一开关模块和所述第二开关模块分别包括继电器，所述继电器的公共端410连接所述电流传感器芯片的第二输出引脚，驱动信号端420分别连接所述单片机芯片的第一控制引脚和第二控制引脚；并且，所述第一开关模块中继电器的常闭端412空置，常开端413连接大电流测试回路，所述第二开关模块中继电器的常闭端422连接小电流测试回路，常开端423空置，且所述第二开关模块通过第三自恢复保险424连接所述电流传感器芯片的第二输出端。

需要说明的是，本实施例仅以两个测试回路的切换为例进行方案的说明，并非对测试回路数量的限制，测量回路的数量不限于两个，还可以为多个。且自动切换量程电路中各模块的构成不限于本实施例提供的结构和组件类型，在能够实现各自功能的前提下，可进行结构和/组件类型的调节，例如，芯片的型号。

进一步的，所述自动切换量程的电路，还包括供电模块，所述供电模块包括传感器供电子模块以及单片机供电子模块，分别用于为所述第一传感器模块和所述单片机控制模块供电。

示例性的，图6是本实用新型实施例一提供的传感器供电子模块的电路结构图。所述传感器供电子模块中供电芯片510的正电压输出端511和负电压输出端512分别连接电流传感器芯片的正电压输入端和负电压输入端。其中，供电子模块520用于为供电芯片510提供电源。

图7是本实用新型实施例一提供的单片机供电子模块的电路结构图。所述单片机供电子模块通过电源端610与单片机芯片连接。

示例性的，可以将本实施例一所述的自动量程切换电路应用于车辆静态电流测试项目中。车辆测试过程存在变化较大的电流，其变化趋势为较小，变大，然后再变小，具体的，较小的电流值一般为小于4A的电流值，大的电流值一般为大于10A的电流值。为能精确的记录整个过程中国电流的变化情况，电流测试回路在电流值较小时使小电流回路导通大电流回路断开，在电流值较大时使大电流回路导通小电流回路断开。

本实施例提供的技术方案通过第一传感器模块获取待测回路中的待测值，单片机控制模块根据所述待测值与预设门限值的关系产生回路控制信号，通过第一开关模块和第二开关模块控制对应回路的通断，避免了待测回路中被测量变化较大时对测试回路的损坏，实现了根据待测回路被测量值自动切换不同量程的测试回路，精确地记录特定时间段内待测电流回路中的被测量变化全过程。

实施例二

图8是本实用新型实施例二提供的电信号测试箱的结构示意图。如图8所示，所述电信号测试箱包括测量数据采集系统20、外壳30，以及本实用新型实施例一所述的自动切换量程的电路10。

示例性的，本实施例以被测量为电流进行说明。如图8所示，所述测量数据采集系统20包括电压数据采集模块22、电流数据采集模块21、温度数据采集模块23以及总线数据采集模块24；所述自动切换量程的电路10与所述电流数据采集模块21连接。具体的，自动切换量程的电路10中第一传感器模块(未示出)以及小量程数据采集板卡(未示出)分别与电流数据采集模块21相连，使电流数据采集模块21能够在大电流电路导通时采集第一传感器模块中的电流值，在小电流电路导通时采集小量程数据采集板卡中的电流值，进而保证采集到的电流值均为精确的电流值，且电路元件也不会因为电流过大受到损坏。

示例性的，所述电信号测试箱为车载电信号测试箱。所述车载电信号测试箱可用于车辆静态电流测试项目中，既保证了测试回路中的各电器元件不受损害，又实现了车辆从上电至休眠整个过程中电流变化全过程的精确记录。

需要说明的是，所述电信号测试箱中的自动切换量程的电路不限于电流的测试，还可以用于温度数据的测试、总线数据的测试或者电压数据的测试。

本实施例提供的技术方案，通过自动切换量程的电路、测量数据采集系统以及外壳构成电信号测试箱，避免了待测回路中被测量变化较大时对测试回路的损坏，提升了电信号测试箱性能。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种自动切换量程的电路，其特征在于，包括：

第一传感器模块，连接待测回路，用于获取所述待测回路中的待测值；

单片机控制模块，连接所述第一传感器模块，用于如果所述待测值大于预设门限值，则产生第一回路导通信号和第二回路断开信号，否则产生第一回路断开信号和第二回路导通信号；

第一开关模块，连接所述单片机控制模块和所述第一传感器模块，用于根据所述第一回路导通信号和断开信号控制第一回路的通断，且将所述待测值传输至所述第一回路；

第二开关模块，连接所述单片机控制模块和所述第一传感器模块，用于根据所述第二回路导通信号和断开信号控制第二回路的通断，且将所述待测值传输至所述第二回路。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述待测回路为待测电流回路，相应的，所述待测值为待测电流值，所述第一回路为大电流回路，所述第二回路为小电流回路。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括供电模块，所述供电模块包括传感器供电子模块以及单片机供电子模块，分别用于为所述第一传感器模块和所述单片机控制模块供电。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一传感器模块包括电流传感器芯片，所述电流传感器芯片的第一输出引脚连接单片机控制模块，第二输出引脚连接所述第一开关模块和所述第二开关模块，输入引脚通过并联的第一自恢复保险和第二自恢复保险连接所述待测电流回路。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述单片机控制模块包括单片机芯片、晶振电路子模块、复位电路子模块、供电电路子模块以及电平转换子模块，所述晶振电路子模块、复位电路子模块、供电电路子模块以及电平转换子模块分别与所述单片机芯片的对应引脚连接。

6.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一开关模块和所述第二开关模块分别包括继电器，所述继电器的公共端连接所述电流传感器芯片的第二输出引脚，驱动信号端连接所述单片机芯片的控制引脚；

并且，所述第一开关模块中继电器的常闭端空置，常开端连接大电流测试回路，所述第二开关模块中继电器的常闭端连接小电流测试回路，常开端空置，且所述第二开关模块通过第三自恢复保险连接所述电流传感器芯片的第二输出端。

7.一种电信号测试箱，其特征在于，包括：

测量数据采集系统、外壳以及权利要求1-6之任一项所述的自动切换量程的电路。

8.根据权利要求7所述的测试箱，其特征在于，所述测量数据采集系统包括电压数据采集模块、电流数据采集模块、温度数据采集模块以及总线数据采集模块；

所述自动切换量程的电路与所述电流数据采集模块连接。

9.根据权利要求7或8所述的测试箱，其特征在于，所述电信号测试箱为车载电信号测试箱。