CN214794991U - 一种交直流大电流表 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种交直流大电流表，属于电测仪器的技术领域，其包括用于测量电源电流的电流传感器，所述电流传感器连接有采样电阻，所述采样电阻连接有模拟数字转换器，所述模拟数字转换器连接有微控制器，所述微控制器连接有显示模块。本申请具有便于显示被测电源的电流值的效果。

Description

一种交直流大电流表

技术领域

本申请涉及电测仪器的领域，尤其是涉及一种交直流大电流表。

背景技术

电流传感器，是一种电流检测装置，电流传感器能感受到被测电流的信息，并能将检测感受到的信息进行电信号或其他形式的输出。

目前，在汽车领域通常采用电流传感器作为主要测电流设备，此类传感器使用磁通门原理对汽车的电池进行精确测量。但是，传统的电流传感器通常需要外接其他设备，例如外接电脑，通过电脑显示屏才能够对电流进行数据显示，使用不够便捷。

实用新型内容

为了便于显示被测电源的电流值，本申请提供一种交直流大电流表。

本申请提供的一种交直流大电流表采用如下的技术方案：

一种交直流大电流表，包括用于测量电源电流的电流传感器，所述电流传感器连接有采样电阻，所述采样电阻连接有模拟数字转换器，所述模拟数字转换器连接有微控制器，所述微控制器连接有显示模块。

通过采用上述技术方案，采样电阻采集电流传感器的输出信号，输出信号可以为输出电流或输出电压，输出信号与被测电源的电流成正比例，采样电阻采集电流传感器的输出信号并传输至模拟数字转换器，模拟数字转换器将其转换至数字信号并传输至微控制器，微控制器按照正比例将输出信号的数值转换成被测电源的电流值后传输至显示模块进行显示；通过交直流大电流表直接显示被测电源的电流值，方便用户查看，简单快捷，易于提高用户体验度。

可选的，所述采样电阻与所述模拟数字转换器之间连接有差分增益模块，所述微控制器与所述差分增益模块连接。

通过采用上述技术方案，微控制器对差分增益模块进行增益控制，使得差分增益模块对输出信号进行量程划分，使得电流传感器的输出信号幅度处于模拟数字转换器的最佳输入范围。

可选的，所述差分增益模块与所述模拟数字转换器之间电连接有滤波器。

通过采用上述技术方案，滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分，因此利用滤波器可以滤除干扰噪声或进行频谱分析，以减少信号干扰。

可选的，所述微控制器连接有通信接口。

通过采用上述技术方案，通信接口是指中央处理器和标准通信子系统之间的接口，通过通信接口建立起交直流大电流表与外接设备的联系，从而便于通过外接设备对交直流大电流表进行操控。

可选的，所述微控制器连接有按键模块。

通过采用上述技术方案，利用按键模块能够使得用户直接对交直流大电流表进行操控，从而有利于提高用户操作的便捷性。

可选的，所述电流传感器为磁通门电流传感器。

通过采用上述技术方案，相比于传统的分流器和互感器、霍尔电流传感器，磁通门电流传感器具有精度高、线性好、频带宽、响应快、过载能力强和不易损失被测电源的能量等优点。

可选的，所述磁通门电流传感器为闭环式磁通门电流传感器。

通过采用上述技术方案，闭环式磁通门电流传感器由于工作在零磁通状态，磁芯的非线性及磁滞效应不对输出造成影响，可以获得较好的线性度和较高的精度；另外，闭环式磁通门电流传感器核心为磁通门探头磁通门探头，磁通门探头磁通门探头的铁芯实质是在激励信号的作用下，铁芯交替饱和从而产生磁磁势的交替变化，被测信号产生的磁通叠加于该磁势，检测该磁势信号经过功率放大及反馈绕组产生相反方向的磁通叠加于探头上，使得铁芯组合磁通为零，即零磁通状态，检测补偿绕组内的电流乘以补偿绕组匝数即可计算出被测电流。由于磁芯灵敏度极高，补偿绕组产生的磁势与被测信号产生的磁势高度一致，即准确度极高。由于磁场变化幅度非常小，使得其变化的频率可以更快，因此使用闭环式磁通门电流传感器具有频带宽和响应快的优点，从而能够缩短交直流大电流表的响应时间。

可选的，所述模拟数字转换器采用24位分辨率。

通过采用上述技术方案，24位分辨率的模拟数字转换器成本较低并且采样率高。

附图说明

图1是本申请实施例的交直流大电流表的电路部分的结构框图。

图2是本申请实施例的交直流大电流表的主视图。

图3是本申请实施例的交直流大电流表的侧视图。

图4是本申请实施例的交直流大电流表的后视图。

附图标记说明：1、电流传感器；2、采样电阻；3、模拟数字转换器；4、微控制器；5、显示模块；6、差分增益模块；7、滤波器；8、通信接口；9、按键模块；10、电流表外壳；101、安装孔；11、电源接口。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种交直流大电流表。参照图1，交直流大电流表包括电流传感器1，电流传感器1电连接有采样电阻2，采样电阻2电连接有模拟数字转换器3（analog todigital converter，ADC），可选用24位分辨率的高速ADC，模拟数字转换器3电连接有微控制器4；参照图1和图2，微控制器4电连接有显示模块5。

电流传感器1用于测量电源的电流信息，并按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，电流传感器1的输出信号可以为输出电流或者输出电压，输出信号与被测电源的电流成正比例，本实施例中采用电流形式进行输出。采样电阻2用于采集电流传感器1的输出电流并传输至模拟数字转换器3，输出电流为模拟信号，模拟数字转换器3将模拟信号转换成数字信号并传输至微控制器4，微控制器4按照输出电流与被测电源的电流之间的比例，将输出电流的数值转换成被测电源的电流值后传输至显示模块5进行显示。通过交直流大电流表对被测电源的电流值进行直接显示，能够为用户提供便利。

电流传感器1可以采用基于霍尔原理、巨磁阻原理或者磁通门原理的传感器。本申请中的电流传感器1优选磁通门电流传感器，相比于传统的分流器和互感器，其具有精度高和过载能力强等诸多优点。

磁通门电流传感器又分开环式磁通门电流传感器和闭环式磁通门电流传感器。可以选取闭环式磁通门电流传感器，闭环式磁通门电流传感器基磁通门原理，其铁芯上有补偿线圈，当电源的导线穿过闭环式磁通门电流传感器的测量孔，导线的被测电流在铁芯中产生磁通时，闭环式磁通门电流传感器中的磁通门探头检测铁芯中的磁感应强度。通过负反馈将此误差电压转换为电流驱动补偿线圈，抵消铁芯中的磁通，最终被测电流与补偿线圈产生的磁通量大小一致但方向相反，通过测量补偿线圈的电流即可按照匝数比换算出被测电流即电源的电流值。利用闭环式磁通门电流传感器进行电流测量时无需导线连接到电源电路中，与采用接入电阻测量电流的方法相比更加安全可靠。

相比于开环式磁通门电流传感器，磁通门探头输出的电势与磁芯中的磁通是否成线性关系，磁芯中的磁通与电流是否成线性关系几乎与二次输出无关，对测量精度几乎没有影响，其测量精度高；而且由于闭环式磁通门电流传感器的磁场变化幅度小，且变化频率快，使得其具有频带宽和响应快的优点。

值得注意的是，例如,补偿线圈的匝数比为1000:1，即闭环式磁通门电流传感器对100安培的电源进行检测，则闭环式磁通门电流传感器的输出电流为0.1安培。因此微控制器4在接收数字信号之后，需要按照转换比1:1000，将0.1安培重新转换成100安培，并发送至显示模块5进行显示。

采样电阻2与模拟数字转换器3之间电连接有差分增益模块6，微控制器4与差分增益模块6电连接。微控制器4对差分增益模块6进行增益控制，本申请采用十进制分量程，使得电流传感器1的输出电流的信号幅度处于模拟数字转换器3的最佳输入范围。

在差分增益模块6与模拟数字转换器3之间电连接有滤波器7，以减少信号干扰。

参照图1和图2，交直流大电流表还包括电流表外壳10，上述中的电流传感器1、采样电阻2、差分增益模块6、滤波器7、模拟数字转换器3和微控制器4均集成安装于电流表外壳10中。

参照图1和图3，电流表外壳10的一侧壁上开设有安装孔101，安装孔101与闭环式磁通门电流传感器的测量孔同轴设置。

参照图1和图4，电流表外壳10上还设置有用于对电流传感器1、采样电阻2、差分增益模块6、滤波器7、模拟数字转换器3和微控制器4进行集中供电的电源接口11，通过电源接口11能够保证对交直流大电流表的电量供应。

电流表外壳10上还设置有通信接口8，通信接口8与微控制器4电连接。利用通信接口8能够外接其他设备，例如，利用通信接口8外接电脑，使得电脑也能够显示电源的电流值。

参照图1和图2，电流表外壳10上还设置有按键模块9，按键模块9与微控制器4电连接。通过按键模块9能够对交直流大电流表进行操控，例如进行电流值置零或者调节显示模块5的屏幕亮度等，以方便用户使用。

本申请实施例一种交直流大电流表的实施原理为：

利用电流表外壳10内的电流传感器1测量电源的电流信息，并且电流传感器1的输出端输出电流，电流信息与输出电流成一定比例。

采样电阻2采集电流传感器1的输出电流，并将输出电流传输至差分增益模块6，微控制器4对差分增益模块6进行增益控制，使得差分增益模块6对进行输出电流进行量程划分。

滤波器7对量程划分后的输出电流进行噪声滤除。

噪声滤除后的输出电流经模拟数字转换器3后，被转换成数字信号并传输至微控制器4。

微控制器4将数字信号发送至显示模块5，显示模块5对被测电源的电流值进行显示。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种交直流大电流表，其特征在于：包括用于测量电源电流的电流传感器（1），所述电流传感器（1）连接有采样电阻（2），所述采样电阻（2）连接有模拟数字转换器（3），所述模拟数字转换器（3）连接有微控制器（4），所述微控制器（4）连接有显示模块（5）。

2.根据权利要求1所述的一种交直流大电流表，其特征在于：所述采样电阻（2）与所述模拟数字转换器（3）之间连接有差分增益模块（6），所述微控制器（4）与所述差分增益模块（6）连接。

3.根据权利要求2所述的一种交直流大电流表，其特征在于：所述差分增益模块（6）与所述模拟数字转换器（3）之间电连接有滤波器（7）。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种交直流大电流表，其特征在于：所述微控制器（4）连接有通信接口（8）。

5.根据权利要求1至3任一项所述的一种交直流大电流表，其特征在于：所述微控制器（4）连接有按键模块（9）。

6.根据权利要求1至3任一项所述的一种交直流大电流表，其特征在于：所述电流传感器（1）为磁通门电流传感器。

7.根据权利要求6所述的一种交直流大电流表，其特征在于：所述磁通门电流传感器为闭环式磁通门电流传感器。

8.根据权利要求1至3任一项所述的一种交直流大电流表，其特征在于：所述模拟数字转换器（3）采用24位分辨率。

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