CN218331731U - 一种高精度高速交流电流测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型旨在提供一种集成度高、成本较低、效率高且能够在测试设备中广泛使用的高精度高速交流电流测试系统。本实用新型包括上位机、ADC模块、存储模块、电流采样模块和电源，所述电源、所述存储模块和所述上位机均与所述ADC模块电连接，所述电流采样模块的输入端通过若干个继电器外接若干路待测信号，所述电流采样模块的输出端与所述ADC模块电连接。本实用新型应用于电流测试的技术领域。

Description

一种高精度高速交流电流测试系统

技术领域

本实用新型涉及电流测试的技术领域，特别涉及一种高精度高速交流电流测试系统。

背景技术

对高精度高速交流电流的测试是很常见的一种测试，在一些电源的相关测试中经常出现，所以高精度高速交流电流测试方案有较大的市场。传统的高精度高速交流电流是用数字万用表来测量的，然后通过通信接口把数据上传给上位机软件。目前，市面上常见的用于进行测试所使用的数字万用表有34461A、34401A等。

然而，采用万用表进行电流测试存在着不少缺点：1、集成度低：市面上常见的高精度数字万用体积大，无法集成到小型测试设备中；2、精度及性能达不到要求：市面上有较为小巧的手持数字万用表，但这类数字万用表的ADC大都无法满足高精度、高速的要求；3、成本高：数字万用表例如安捷伦34461A等，虽然功能强大但是性价比很低，成本高；4、效率低：传统数字万用表如34461A等，测试时间长，还需要手动将待测信号引出来接到万用表上。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种集成度高、成本较低、效率高且能够在测试设备中广泛使用的高精度高速交流电流测试系统。

本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括上位机、ADC模块、存储模块、电流采样模块和电源，所述电源、所述存储模块和所述上位机均与所述ADC模块电连接，所述电流采样模块的输入端通过若干个继电器外接若干路待测信号，所述电流采样模块的输出端与所述ADC模块电连接。

进一步，所述电流采样模块包括隔直电容、第一电感、采样电阻、第一放大器、第二放大器和第三放大器，若干个所述继电器与所述隔直电容电连接，所述隔直电容的输出端与所述第一电感电连接，所述采样电阻的一端连接所述第一电感且另一端接地，所述第一放大器的型号为THS4541IRUNT，所述第二放大器和所述第三放大器的型号均为AD8065ART-REEL，所述第二放大器的第三引脚与所述采样电阻的输入端连接，所述第三放大器的第三引脚与所述采样电阻的输出端连接，所述第二放大器的第一引脚与所述第一放大器的第四引脚连接，所述第三放大器的第一引脚与所述第一放大器的第六引脚连接，所述第一放大器的第一引脚、第九引脚和第七引脚均与所述ADC模块连接。

进一步，所述ADC模块为型号是LTC2202IUK#PBF的高速数模转换器，所述ADC模块的第二引脚与所述第一放大器的第七引脚连接，所述ADC模块的第六引脚与所述第一放大器的第一引脚连接，所述ADC模块的第七引脚与所述第一放大器的第一引脚连接，所述ADC模块的第一引脚和第四十四引脚均与所述电源连接。

进一步，所述第一放大器的第一引脚经第一电阻与所述第一放大器的第四引脚连接，所述第一放大器的第九引脚经第二电阻与所述第一放大器的第四引脚连接。

进一步，所述第二放大器的第一引脚经第三电阻与所述第二放大器的第三引脚连接，所述第三放大器的第一引脚经第四电阻与所述第三放大器的第三引脚连接。

进一步，所述存储模块为EEPROM存储器，所述采样电阻的型号为四线电阻102R0-00130BS.01。

进一步，所述电流采样模块与所述ADC模块的连接线路上设置有测试点，所述测试点用于临时数据采集。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在工作时经过继电器来选择测试多路待测信号中的哪一路高速交流电流信号，然后接通后的高速交流电流信号进入电流采样模块转换为电压，转换后的电压送到ADC模块进行测量，ADC模块再将读回来的有效值和标准数字万用表进行对比，计算出校准系数，然后存储到存储模块，ADC模块将测量结果加上存储在存储模块中的校准系数，把计算后的数据发送给上位机，实现测量反馈。由上述可见，本实用新型集成度高，成本较低，并且测试效率高，能够在测试设备中广泛使用，适用性强。

附图说明

图1是本实用新型工作原理框图；

图2是本实用新型所述电流采样模块的电路原理图；

图3是本实用新型所述ADC模块的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，在本实施例中，本实用新型包括上位机1、ADC模块2、存储模块3、电流采样模块4和电源5，所述电源5、所述存储模块3和所述上位机1均与所述ADC模块2电连接，所述电流采样模块4的输入端通过若干个继电器外接若干路待测信号，所述电流采样模块4的输出端与所述ADC模块2电连接。所述上位机1包括计算机、iPad等智能终端，用于操作人员进行整体的工作流程控制；所述ADC模块2包括包含有模数转换功能的MCU或其他控制芯片，用于进行信号处理；所述存储模块3用于数据的存储、记录；所述电流采样模块4用于对待测信号进行转换、放大，同时兼具信息反馈作用反馈至所述上位机1；所述电源5模块用于能源供给；所述继电器用于控制待测信号线路的通断，从而决定测量的电流。本实用新型在工作时经过多个所述继电器6来选择测试多路待测信号中的哪一路高速交流电流信号，然后接通后的高速交流电流信号进入所述电流采样模块4转换为电压，转换后的电压送到所述ADC模块2进行测量，所述ADC模块2再将读回来的有效值和标准数字万用表进行对比，计算出校准系数，然后存储到所述存储模块3，所述ADC模块2将测量结果加上存储在所述存储模块3中的校准系数，把计算后的数据发送给所述上位机1，实现测量反馈。由上述可见，本实用新型集成度高，成本较低，并且测试效率高，能够在测试设备中广泛使用，适用性强。

如图2所示，在本实施例中，所述电流采样模块4包括隔直电容C24、第一电感L1、采样电阻R19、第一放大器U6、第二放大器U5和第三放大器U7，若干个所述继电器与所述隔直电容C24电连接，所述隔直电容C24的输出端与所述第一电感L1电连接，所述采样电阻R19的一端连接所述第一电感L1且另一端接地，所述第一放大器U6的型号为THS4541IRUNT，所述第二放大器U5和所述第三放大器U7的型号均为AD8065ART-REEL，所述第二放大器U5的第三引脚与所述采样电阻R19的输入端连接，所述第三放大器U7的第三引脚与所述采样电阻R19的输出端连接，所述第二放大器U5的第一引脚与所述第一放大器U6的第四引脚连接，所述第三放大器U7的第一引脚与所述第一放大器U6的第六引脚连接，所述第一放大器U6的第一引脚、第九引脚和第七引脚均与所述ADC模块2连接。工作时，待测电流信号经过所述采样电阻R19转换为电压，转换后的电压再经过所述第二放大器U5和所述第三放大器U7进行隔离，所述第二放大器U5和所述第三放大器U7所使用的运放型号为AD8065ART-REEL，然后经过所述第一放大器U6进行放大，所述第一放大器U6为型号是THS4541IRUNT的运算放大器，最后再送到ADC模块2完成采集。

如图3所示，在本实施例中，所述ADC模块2为型号是LTC2202IUK#PBF的高速数模转换器，所述ADC模块2的第二引脚与所述第一放大器U6的第七引脚连接，所述ADC模块2的第六引脚与所述第一放大器U6的第一引脚连接，所述ADC模块2的第七引脚与所述第一放大器U6的第一引脚连接，所述ADC模块2的第一引脚和第四十四引脚均与所述电源5连接。所述ADC模块2采用高速数模转换器，型号为LTC2202IUK#PBF，精度为16位，采样速率可达10Msps，具有高转换速度和高精度的优点。

如图2所示，在本实施例中，所述第一放大器U6的第一引脚经第一电阻R25与所述第一放大器U6的第四引脚连接，所述第一放大器U6的第九引脚经第二电阻R18与所述第一放大器U6的第四引脚连接。所述第一放大器U6的第一引脚和第九引脚与所述第四引脚连接从而具有反馈功能，并且分别通过所述第一电阻R25和第二电阻R18可以调节放大倍数。

如图2所示，在本实施例中，所述第二放大器U5的第一引脚经第三电阻R20与所述第二放大器U5的第三引脚连接，所述第三放大器U7的第一引脚经第四电阻R26与所述第三放大器U7的第三引脚连接。所述第二放大器U5和所述第三放大器U7同样通过引脚连接实现反馈功能，并且两者分别通过所述第三电阻R20和第四电阻R26进行电压调节。

在本实施例中，所述存储模块3为EEPROM存储器，所述采样电阻R19的型号为四线电阻102R0-00130BS.01。所述存储模块3采用EEPROM存储器，可以在掉电后保证数据不丢失，而且可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程，即插即用十分方便使用；所述采样电阻R19为高精度低温漂的四线电阻102RO-00130BS.01，能够大大降低精度误差。

如图1所示，在本实施例中，所述电流采样模块4与所述ADC模块2的连接线路上设置有测试点7，所述测试点7用于临时数据采集。通过设置所述测试点7，可以在工作时使用万用表进行电流测量，由此可与所述ADC模块2测得的数据进行对比，从而计算出校准系数，最后应用于测试系统中，提高测量精度。

虽然本实用新型的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本实用新型含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。

Claims (7)

1.一种高精度高速交流电流测试系统，其特征在于：它包括上位机（1）、ADC模块（2）、存储模块（3）、电流采样模块（4）和电源（5），所述电源（5）、所述存储模块（3）和所述上位机（1）均与所述ADC模块（2）电连接，所述电流采样模块（4）的输入端通过若干个继电器（6）外接若干路待测信号，所述电流采样模块（4）的输出端与所述ADC模块（2）电连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度高速交流电流测试系统，其特征在于：所述电流采样模块（4）包括隔直电容（C24）、第一电感（L1）、采样电阻（R19）、第一放大器（U6）、第二放大器（U5）和第三放大器（U7），若干个所述继电器（6）与所述隔直电容（C24）电连接，所述隔直电容（C24）的输出端与所述第一电感（L1）电连接，所述采样电阻（R19）的一端连接所述第一电感（L1）且另一端接地，所述第一放大器（U6）的型号为THS4541IRUNT，所述第二放大器（U5）和所述第三放大器（U7）的型号均为AD8065ART-REEL，所述第二放大器（U5）的第三引脚与所述采样电阻（R19）的输入端连接，所述第三放大器（U7）的第三引脚与所述采样电阻（R19）的输出端连接，所述第二放大器（U5）的第一引脚与所述第一放大器（U6）的第四引脚连接，所述第三放大器（U7）的第一引脚与所述第一放大器（U6）的第六引脚连接，所述第一放大器（U6）的第一引脚、第九引脚和第七引脚均与所述ADC模块（2）连接。

3.根据权利要求2所述的一种高精度高速交流电流测试系统，其特征在于：所述ADC模块（2）为型号是LTC2202IUK#PBF的高速数模转换器，所述ADC模块（2）的第二引脚与所述第一放大器（U6）的第七引脚连接，所述ADC模块（2）的第六引脚与所述第一放大器（U6）的第一引脚连接，所述ADC模块（2）的第七引脚与所述第一放大器（U6）的第一引脚连接，所述ADC模块（2）的第一引脚和第四十四引脚均与所述电源（5）连接。

4.根据权利要求2所述的一种高精度高速交流电流测试系统，其特征在于：所述第一放大器（U6）的第一引脚经第一电阻（R25）与所述第一放大器（U6）的第四引脚连接，所述第一放大器（U6）的第九引脚经第二电阻（R18）与所述第一放大器（U6）的第四引脚连接。

5.根据权利要求2所述的一种高精度高速交流电流测试系统，其特征在于：所述第二放大器（U5）的第一引脚经第三电阻（R20）与所述第二放大器（U5）的第三引脚连接，所述第三放大器（U7）的第一引脚经第四电阻（R26）与所述第三放大器（U7）的第三引脚连接。

6.根据权利要求2所述的一种高精度高速交流电流测试系统，其特征在于：所述存储模块（3）为EEPROM存储器，所述采样电阻（R19）的型号为四线电阻102R0-00130BS.01。

7.根据权利要求1所述的一种高精度高速交流电流测试系统，其特征在于：所述电流采样模块（4）与所述ADC模块（2）的连接线路上设置有测试点（7），所述测试点（7）用于临时数据采集。

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