一种工频微小电流快速测量电路的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及工频微小电流快速测量的电路。主要用于工频微小电流测量仪器仪表和需要进行工频微小电流快速测量领域。
【背景技术】
[0002]工频微小电流测量是建筑电气线路的电气火灾保护、电气线路及电力电子设备漏电保护中的关键技术，是工频电流测量的重要技术。工频微小电流测量常用的非接触式测量方法主要有电磁式电流互感器法、霍尔电流传感器法和磁调制式电流互感器法。电磁式电流互感器法是铁心电磁式电流互感器法，采用基于法拉第电磁感应原理的电流互感器测量线路中的电流。霍尔电流传感器法是霍尔传感器利用霍尔效应将电流磁场信号转换为电信号的电流测量方法，可用于测量直流电流和交流电流，霍尔电流传感器由于磁芯气隙产生的漏磁作用，易受到外部电流磁场的影响，使得测量误差增大。磁调制式电流互感器基于磁调制原理制成，一般采用感应电势二次谐波分量作为互感器的输出信号，磁调制式电流互感器主要用于测量直流电流或低频交流电流，测量电路比较复杂。所述一种工频微小电流快速测量电路是基于电磁式电流互感器法的测量精度高和测量速度快的工频微小电流测量电路。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种工频微小电流快速测量电路。一种工频微小电流快速测量电路，包含工频电流转换电压信号电路(1)，微控制器及模数转换模块(2)，显示电路
[3];被测量的工频电流经过所述工频电流转换电压信号电路(I)后转换为电压信号，该电压信号输入到所述微控制器及模数转换模块(2)转换为数字量，该数字量经过计算和变换后送到所述显示电路(3)显示被测量的工频电流值。
[0004]所述工频电流转换电压信号电路(I)包含:电流互感器L上端引脚接电容器Cl上端引脚，电流互感器L上端引脚接二极管Dl阴极引脚，电流互感器L上端引脚接电阻Rl上端引脚，电流互感器L上端引脚接电阻R2左端引脚，电阻R2右端引脚接运算放大器Al的“ + ”引脚，电容器C2上端引脚接运算放大器Al的“ + ”引脚，互感器L下端引脚接地，电容器Cl下端引脚接地，二极管Dl阳极引脚接地，电阻Rl下端引脚接地，电容器C2下端引脚接地，电阻R3左端引脚接地，电阻R3右端引脚接运算放大器Al的引脚，电阻R4左端引脚接运算放大器Al的引脚，电阻R4右端引脚接运算放大器Al输出引脚，电容器C3左端引脚接运算放大器Al的引脚，电容器C3右端引脚接运算放大器Al输出引脚，电容器C4上端引脚接运算放大器Al输出引脚，电容器C4下端引脚接地，运算放大器Al输出引脚接所述微控制器及模数转换模块(2)的输入端Pl.0引脚。
【附图说明】
[0005]下面结合附图对本发明作进一步说明:图1是本发明的电路结构方框图；图2是本发明包含的工频电流转换电压信号电路的原理图。
[0006]图例说明:图2中，Al是运算放大器，Rl、R2、R3、R4是工频电流转换电压信号和电压信号放大的电阻，Cl、C2、C3、C4是用于滤除干扰信号的电容器，Dl是二极管。
【具体实施方式】
[0007]—种工频微小电流快速测量电路的工作原理:图1是一种工频微小电流快速测量电路的结构方框图，包含工频电流转换电压信号电路(1)，微控制器及模数转换模块(2)，显示电路(3)。被测量的工频电流经过所述工频电流转换电压信号电路(I)的互感器L和电阻Rl后转换为电压信号，该电压信号经过滤波和放大后输入到所述微控制器及模数转换模块(2)的Pl.0引脚转换为数字量，该数字量经过计算和变换后送到所述显示电路(3)显示被测量的工频电流值，在不大于0.02秒时间内测量出被测量的工频电流值。
[0008]图2是本发明中的工频电流转换电压信号电路(I)的电路原理图，电流互感器L中的电流经过电阻Rl后转换为电压信号，该电压信号经过运算放大器Al、电阻R2、电阻R3、电阻R4组成的同相运算放大电路放大，放大后的电压信号输入到包含模数转换模块的微控制器转换为数字信号，该数字信号经过计算和变换后送到显示电路(3)显示被测量的工频电流值。电容器Cl、电容器C2、电容器C3、电容器C4构成低通滤波电路，滤除高频干扰信号。二极管D用于去掉电压信号波形中的负半周波形。运算放大器Al的输出电压U与被测量的工频电流I的关系是:I=KU/(R1 (1+R4/R3))，其中K是电流互感器L的初级电流与次级电流的比值，U是运算放大器Al的输出电压值。测量电压U的值，就可以获得被测量的工频电流值I。
[0009]所述的一种工频微小电流快速测量电路包含内部有10位AD转换模块的微控制器及模数转换模块(2)，来自工频电流转换电压信号电路(I)的电压信号U从微控制器的模数转换输入端P1.0引脚进入模数转换模块，进行模数转换，获得O到1023之间的数值，微控制器将该数值进行计算和变换后送给显示电路(3)显示被测量到的工频电流值I。
[0010]所述一种工频微小电流快速测量电路包含5V和8V电源。5V作为AD转换参考电压，8V作为运算放大器Al的电源。
[0011]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种工频微小电流快速测量电路，其特征在于:工频电流转换电压信号电路(1)，微控制器及模数转换模块(2)，显示电路(3);被测量的工频电流经过所述工频电流转换电压信号电路(I)后转换为电压信号，该电压信号输入到所述微控制器及模数转换模块(2)转换为数字量，数字量经过计算和变换后送到所述显示电路(3)显示被测量的工频电流值。2.根据权利要求1所述的一种工频微小电流快速测量电路，其特征在于:所述的工频电流转换电压信号电路(I)包含:电流互感器L上端引脚接电容器Cl上端引脚，电流互感器L上端引脚接二极管Dl阴极引脚，电流互感器L上端引脚接电阻Rl上端引脚，电流互感器L上端引脚接电阻R2左端引脚，电阻R2右端引脚接运算放大器Al的“ + ”引脚，电容器C2上端引脚接运算放大器Al的“ + ”引脚，互感器L下端引脚接地，电容器Cl下端引脚接地，二极管Dl阳极引脚接地，电阻Rl下端引脚接地，电容器C2下端引脚接地，电阻R3左端引脚接地，电阻R3右端引脚接运算放大器Al的引脚，电阻R4左端引脚接运算放大器Al的引脚，电阻R4右端引脚接运算放大器Al输出引脚，电容器C3左端引脚接运算放大器Al的引脚，电容器C3右端引脚接运算放大器Al输出引脚，电容器C4上端引脚接运算放大器Al输出引脚，电容器C4下端引脚接地，运算放大器Al输出引脚接所述微控制器及模数转换模块(2)的输入端Pl.0引脚。
【专利摘要】本发明涉及工频微小电流快速测量电路。本发明包含工频电流转换电压信号电路（1），微控制器及模数转换模块（2），显示电路（3）；被测量的工频电流经过工频电流转换电压信号电路（1），将电流信号转换为电压信号并经过放大和滤波后，输入到微控制器及模数转换模块（2）的模数转换输入端口，微控制器的模数转换模块将电压信号转换为数字量，该数字量经过计算和变换后送到显示电路（3）显示测量的电流值，在不大于0.02秒时间内测量出被测量的工频电流值。
【IPC分类】G01R19/25
【公开号】CN105021882
【申请号】CN201510480116
【发明人】黄有全
【申请人】黄有全
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月7日