一种电流测试模块的制作方法

1.本实用新型涉及电流测试的技术领域，特别涉及一种电流测试模块。


背景技术：

2.在电流测量电路中，经常会遇到较宽的电流范围测量和较小电流测量都需要测量的情况，那么这种情况就会要求测量电路既能够进行较宽范围的待测量电路中大电流测量，又能够以较高的精度测量到待测量电路小电流。
3.但是，目前多数电流测量电路都是通过对前端的采样电路更换互感器或者霍尔传感器来提高性能，而要获得较好的低电流测量就需要对采样电阻（rs）进行放大，但是采样电阻（rs）的放大会使得adc在测量大电流时出现饱和的现象。因此，为解决较宽范围的电流测量还需要切换采样电阻（rs）来分档测量，而切换采样电阻（rs）必然要加入切换开关，其切换开关的等效电阻也会影响测量数据的精度和计算。为应对以上情况，本实用新型特提供一种电流测试模块，能够测量待测电流中大电流和小电流，并且测量数据精度高，测量范围可调节。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种能够测量待测电流中大电流和小电流、测量数据精度高且测量范围可调节的电流测试模块。
5.本实用新型所采用的技术方案是：本实用新型包括相连接的采样电阻和模数转换器，所述采样电阻接入待测电流，所述电流测试模块还包括第一放大器、第二放大器、第三放大器、第一开关、第二开关和第三开关，所述采样电阻的两端分别与所述第一放大器的正输入端和负输入端连接，所述第一放大器的输出端经所述第一开关连接所述模数转换器，所述第二放大器的输出端经所述第二开关连接所述模数转换器，所述第三放大器的输出端经所述第三开关连接所述模数转换器，所述第一放大器的输出端与所述第二放大器的正输入端连接，所述第二放大器的输出端与所述第三放大器的正输入端连接。
6.进一步，所述第一放大器的正输入端和负输入端连接第一电阻，所述第二放大器的正输入端和负输入端连接第二电阻，所述第三放大器的正输入端和负输入端连接第三电阻。
7.进一步，所述第一放大器的基准电压端口、所述第二放大器的基准电压端口和负输入端、所述第三放大器的基准电压端口和负输入端均连接基准电压。
8.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过采样电阻对待测电流进行采样并将待测电流传输至模数转换器，通过模数转换器进行电流测量，并且采样电阻与模数转换器之间的连接路径有三条，三条路径由分别由第一开关、第二开关和第三开关控制连接通断，并且三条路径具有不同的放大倍数，由此可实现测试电流的放大，且可以根据需要调节测量范围，可以满足待测电流中大电流和小电流的测量。可见，本实用新型通过改变待测电流的传输路径而调节放大倍数，在采样后端通过不同的开关切换进入模数转换器测量，可以在
不改变采样电阻的情况下既能满足大电流信号的采样和测量，也能够保证小信号的测量精度，利用不同放大倍数的三个放大器进行级联，并将每一级的测量放大输出并经过不同开关选择后进入模数转换器测量，十分适合用户根据使用需求来调整所需要的放大倍数进行电流测量，测量范围可调节且测量数据精度高。
附图说明
9.图1是本实用新型的结构原理图。
具体实施方式
10.如图1所示，在本实施例中，本实用新型包括采样电阻rs、模数转换器adc、第一放大器u1、第二放大器u2、第三放大器u3、第一开关k1、第二开关k2和第三开关k3，所述采样电阻rs接入待测电流，所述采样电阻rs的两端分别与所述第一放大器u1的正输入端和负输入端连接，所述第一放大器u1的输出端经所述第一开关k1连接所述模数转换器adc，所述第二放大器u2的输出端经所述第二开关k2连接所述模数转换器adc，所述第三放大器u3的输出端经所述第三开关k3连接所述模数转换器adc，所述第一放大器u1的输出端与所述第二放大器u2的正输入端连接，所述第二放大器u2的输出端与所述第三放大器u3的正输入端连接；所述第一放大器u1的正输入端和负输入端连接第一电阻r1，所述第二放大器u2的正输入端和负输入端连接第二电阻r2，所述第三放大器u3的正输入端和负输入端连接第三电阻。
11.结合附图，ii为待测电流，待测电流经过所述采样电阻rs差分采样后输入进行检测。所述第一放大器u1、所述第二放大器u2和所述第三放大器u3的供电均为5v，整个模块的放大分为三级放大，三级放大通过三个放大器由不同的路径分别连接模数转换器adc。第一级放大x1倍，即所述第一开关k1接通，第二开关k2和第三开关k3断开，待测电流输出经过所述第一开关k1的切换，由所述第一放大器u1放大x1倍后再进入所述模数转换器adc；第二级放大x2倍，即所述第二开关k2接通，所述第一开关k1和所述第三开关k3断开，待测电流经过所述第二开关k2的切换，由所述第一放大器u1放大x1倍后输入所述第二放大器u2，再由所述第二放大器u2放大x2倍后输入所述模数转换器adc；第三级放大x3倍，即所述第三开关k3接通，所述第一开关k1和所述第二开关k2断开，待测电流经过所述第三开关k3的切换，所述第一放大器u1放大x1倍后输入所述第二放大器u2，再由所述第二放大器u2放大x2倍后输入所述第三放大器u3，再由所述第三放大器u3放大x3倍后输入所述模数转换器adc。其中，所述第一放大器u1、所述第二放大器u2和所述第三放大器u3分别的输入端分别连接所述第一电阻r1、所述第二电阻r2和所述第三电阻，所述第一电阻r1的阻值可调节所述第一放大器u1的放大倍数x1，所述第二放大器u2的阻值可调节所述第二放大器u2的放大倍数x2，所述第三电阻的阻值可调节所述第三放大器u3的放大倍数x3，因此，待测电流输入所述模数转换器adc的三条路径的可以实现不同程度的/不同倍数的放大，并且放大倍数可以叠加，使用时可根据所使用的范围确定好放大倍数后，切换相应的开关以切换不同的放大倍数，从而满足不同的量程需求。所述第一放大器u1、所述第二放大器u2和所述第三放大器u3均采用仪表运放。
12.在本实施例中，所述第一放大器u1的基准电压端口、所述第二放大器u2的基准电
压端口和负输入端、所述第三放大器u3的基准电压端口和负输入端均连接基准电压。所述基准电压即参考电压vkef，所述第一放大器u1、所述第二放大器u2和所述第三放大器u3需要具有参考电压输入端口以提供共模电压。
13.本实用新型的工作原理为：待测电流ii由采样电阻rs差分采样输入至第一放大器u1，若第一开关k1连通则经第一放大器u1放大后输送至模数转换器adc，即放大x1倍进行测量，若第二开关k2连通则经第一放大器u1和第二放大器u2双重放大后输送至模数转换器adc，若第三开关k3连通则经第一放大器u1、第二放大器u2以及第三放大器u3三重放大后输送至模数转换器adc；由此实现对待测电流进行测量。
14.本实用新型具有以下优点：
15.1、宽电流范围测量采用三级运放级联方式实现；
16.2、每一级运放都采用仪表运放，并且放大倍数可以通过外部电阻来调整；
17.3、三级级联仪表运放所采用的参考电压为同一个参考电压；
18.4、每一级仪表运放的输出通过切换开关进入模数转换器adc以减少所需通道的数量。
19.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。