本發明專利技術提供一種電流測量裝置，包含第一和第二導入端、包括大電流取樣電阻和第一電阻器的電流采樣部件、測量部件和控制部件，所述的電流采樣部件具有第一電流測量端和第二電流測量端，其中所述大電流取樣電阻器使用四線電阻接線法，該電阻器兩端的一組端子為測量端子，測量端子中的一個作為第一電流測量端與第一導入端耦合，該電阻器兩端的另一組為采樣端子，采樣端子中的一個經串擾隔離與第一電阻器的一端耦合。根據本發明專利技術的電流測量裝置能夠測量精確測量小電流，并能夠降低大電流測量時元件發熱引入的溫度波動對中等電流和小電流測量的影響，提高中等電流和小電流測量的精度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術的一種電流測量裝置涉及到電變量測量領域，特別是涉及到電流測量領域。
技術介紹
在現有技術中，很多的測量設備具有電流測量能力，比如電流表、萬用表，有些示波器和測試系統中也增加有電流測量能力。目前常用的電流測量電路具有兩個電流測量端子1、2，采樣電路3、測量電路4、控制電路5，其中電流測量端子1、2分別用于大電流測量和小電流測量，如圖1所示。以直流電流測量為例，大電流的測量范圍通常是指200mA-10A的范圍，小電流的測量范圍通常指小于或等于200mA的范圍。當測量大電流時，比如，當電流為200mA-10A時，電流將流經大電流測量端子1，大電流測量端6、然后經由虛線框所示的采樣電路3轉換為電壓信號輸出到測量電路4的一個輸入端。測量小電流時，比如，當電流為 2mA-200mA時，電流流過小電流測量端子2，二選一開關7，小電流測量端8、然后經由采樣電路3轉換為電壓信號輸出到測量電路4的一個輸入端。測量微弱電流時，比如，當電流為小于或等于2毫安時，電流流過小電流測量端子2，二選一開關7，微電流測量端9、然后經由采樣電路3轉換為電壓信號輸出到測量電路4的又一個輸入端。測量電路4是一個多功能電路，內部包括用以選擇對那一路信號進行測量的多路開關轉換電路，用以對測量量程進行細分的程控放大電路，還包括A/D轉換電路等。在進行交流測量時，電路中還會包括用于執行交流直流信號轉換的處理電路。在控制電路5的控制下，測量電路4可以對輸入的一個電流信號進行測量，并將測量結果輸出到控制電路5，用于計算、數據處理、控制或顯示。用于將輸入的電流信號轉換為電壓信號的采樣電路3有多種不同的電路結構，最為簡單的采樣電路3是無源電流電壓轉換電路，如，由連接在大電流測量端6和公共端10 之間的電阻11構成的無源電流電壓轉換電路，當輸入電流流經電阻11時，電流信號即被轉換為電壓信號，該電阻11上的電壓即為轉換后的電壓信號，輸出到測量電路4的一個輸入端，用于測量。多個測量端也可以共用一個無源采樣電路，比如小電流測量端8與大電流測量端 6，共用一個由電阻12、13串聯連接而成的采樣電路14，參考圖2，其中端點15形成了采樣電路14的輸出端，該端點15用于連接測量電路4。為了提高直流的微弱電流測量的準確度，再參考圖1，比如小于或等于2mA的直流電流時，在采樣電路3中，微電流測量端9可以連接一個有源電流電壓轉換電路16，如圖4所示。有源電流電壓轉換電路16有多種電路結構，其最典型的電路是由一個串聯在有源電流電壓轉換電路16的輸入端17和輸出端18之間的電阻19和一個運算放大器20構成，參考圖3，該放大器20的負極性輸入端串聯連接輸入端17，該放大器20的輸出端21連接有源電流電壓轉換電路16的輸出端18，放大器20的正極性輸入端連接公共端10。這個電路可以將來自輸入端17的微弱電流轉換為電壓信號，并通過輸出端18將該電壓值輸出到測量電路4。上述的電流測量電路是現有技術中最為常見的電路結構，在很多產品中都得到了應用，比如Fluke8808A就采用這一電路結構。現有技術中的電流測量電路存在的問題是1.為測量小于或等于2mA小電流時，使用有源電流電壓轉換電路16與微電流測量端9連接。因為有源電流電壓轉換電路的信號處理帶寬有限，一般在IkHz以內，其不適合一般達到IOkHz小電流交流電流測量；此外因為有源電流電壓轉換電路的交流特性差，例如輸入阻抗復雜，其頻率響應不平坦。因此，現有技術的交流小電流測量的高頻特性不能滿足精確測量的要求。2.中等電流測量回路和大電流測量回路中，共用測量端和公共端組成采樣回路， 測量大電流時電阻13發熱導致取樣回路內部熱不平衡由此引入熱電勢誤差，見圖2于電阻 13的溫度不會立刻恢復正常，因此熱電勢會影響中等電流測量，導致中等電流的測量誤差。 即使中等電流測量回路和大電流測量回路不共用同一測量端，由于使用同一公共端，測量大電流時電阻11發熱導致測量回路中熱不平衡依然會引入熱電勢差并導致中等電流的測量誤差。因此，需要一種能夠解決現有技術中存在的在電流測量電路中由于大電流測量產生的熱量對小電流的測量產生影響的問題，能夠在中小量程進行精確測量的電流測量電路。
技術實現思路
本專利技術的目的在于實現一種電流測量電路，該電路能夠測量精確測量小電流，并降低大電流測量時元件發熱引入的溫度波動對中等電流和小電流測量的影響，提高中等電流和小電流測量的精度。本專利技術提供一種電流測量裝置，包含第一和第二導入端、包括大電流取樣電阻器和第一電阻器的電流采樣部件、測量部件和控制部件，所述的電流采樣部件具有第一電流測量端和第二電流測量端，其中所述大電流取樣電阻器使用四線電阻接線法，該電阻器兩端的一組端子為測量端子，測量端子中的一個作為第一電流測量端與第一導入端耦合，該電阻器兩端的另一組為采樣端子，采樣端子中的一個經串擾隔離與第一電阻器的一端耦合。優選地，大電流取樣電阻器測量端子中的另一個作為電流測量裝置的公共端接地，所述大電流取樣電阻器采樣端子中一個與所述測量端子分開地接地。優選地，所述大電流取樣電阻器采樣端子中的一個端子經串擾隔離后與第一電阻器的一端耦合并接地，所述大電流取樣電阻器采樣端子中的另一個端子與測量電路耦合。優選地，所述大電流取樣電阻器采樣端子中的一個端子經串擾隔離后與第一電阻器的一端耦合并與測量電路耦合，所述大電流取樣電阻器采樣端子中的另一個端子接地。優選地，所述另一組端子中的一個經串擾隔離與第一電阻器的一端耦合是通過將該兩個端子空間相距一段距離且用延長的導線連接實現的。優選地，該電流測量裝置進一步包括第二電阻器，和與第二導入端耦合的受控第一開關，第二電阻器串聯連接在第二電流測量端和第一電阻器之間并提供第三電流測量端，受控第一開關是二選一開關，用于使第二導入端與所述第二電流測量端和所述第三電流測量端之一導通。優選地，所述大電流取樣電阻器的采樣端子中的一個與第一電阻器的一端之間的串擾隔離通過在大電流取樣電阻器和第一電阻器之間設置延長的導線實現。優選地，所述大電流取樣電阻器的采樣端子中的一個與第一電阻器的一端之間的串擾隔離通過在PCB上在大電流取樣電阻器和第一電阻器之間設置隔離槽實現。本專利技術提供一種電流測量裝置，包括印刷線路板、用于大電流測量的大電流采樣電阻和用于小電流測量的小電流采樣電阻，所述大電流采樣電阻和所述小電流采樣電阻分別焊接在所述印刷線路板的不同焊接位置上，其中所述印刷線路板上具有一個開槽，所述開槽設置在所述大電流采樣電阻的焊接位置和所述小電流采樣電阻的焊接位置之間。優選地，所述大電流采樣電阻上任意一點到達所述開槽的距離小于所述小電流采樣電阻上任意一點到達所述開槽的距離。優選地，所述的開槽具有足夠的長度，使所述大電流采樣電阻上的任意一個位置到達所述小電流采樣電阻上的任意一個位置的直接連線均經過所述的開槽。優選地，所述大電流采樣電阻獨立用于大電流測量、所述的小電流采樣電阻獨立用于小電流測量。優選地，所述小電流采樣電阻由焊接在所述印刷線路板上的多個采樣電阻串聯連接構成，所述的開槽具有足夠的長度，使所述大電流采樣電阻上的任意一個位置到達所述多個串聯連接的采樣電阻中的任意一個采樣電阻上的任意一個位置的直接連線均經過所述的開槽。本專利技術所述的電流測量本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王悅，王鐵軍，李維森，
申請(專利權)人：北京普源精電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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