【嘉勤點(diǎn)評(píng)】華峰測(cè)控發(fā)明的電流測(cè)量裝置及方案中，展示了多種電流的檢測(cè)方案，其利用量程選擇開關(guān)、運(yùn)算放大器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器等部件，來(lái)確定待測(cè)量電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的輸出值，從而實(shí)現(xiàn)在可調(diào)量程測(cè)量單元測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的情況下，依舊保持電流測(cè)量的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。

隨著電子電路技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于測(cè)量電流的連續(xù)性以及精確度的要求越來(lái)越高。對(duì)于不同的電流信號(hào)，需要使用不同的量程去測(cè)量，以提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。

在現(xiàn)有的傳統(tǒng)技術(shù)中，通常選擇通過(guò)控制選擇開關(guān)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)量程的切換。然而，由于選擇開關(guān)動(dòng)作需要一定的時(shí)間，因此這種方案會(huì)導(dǎo)致電流的測(cè)量通道在選擇開關(guān)動(dòng)作的過(guò)程中出現(xiàn)斷路，從而造成電流測(cè)量的中斷和漏測(cè)，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確。并且當(dāng)測(cè)量信號(hào)超過(guò)切換的量程范圍時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確。

為此，華峰測(cè)控在2021年7月27日申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“電流測(cè)量裝置和方法”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?02110851775.X），申請(qǐng)人為北京華峰測(cè)控技術(shù)股份有限公司。

根據(jù)該專利目前公開的相關(guān)資料，讓我們一起來(lái)看看這項(xiàng)技術(shù)方案吧。

如上圖，為該專利中發(fā)明的電流測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括：采樣電阻10、量程選擇開關(guān)20、第一運(yùn)算放大器30、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器40、第二運(yùn)算放大器31、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器41以及處理器50。其中，采樣電阻和量程選擇開關(guān)可以組成量程切換電路，這些電阻串聯(lián)連接，每個(gè)量程選擇開關(guān)的第一端與對(duì)應(yīng)電阻的第二端相連接，第一電阻的第一端作為待測(cè)量電流信號(hào)的輸入端，量程選擇開關(guān)的第二端作為待測(cè)量電流信號(hào)的輸出端。

在這種結(jié)構(gòu)下，待測(cè)量電流信號(hào)僅通過(guò)第一電阻和閉合的量程選擇開關(guān)對(duì)應(yīng)的采樣電阻之間的采樣電阻，閉合的量程選擇開關(guān)對(duì)應(yīng)的采樣電阻和第二電阻之間的采樣電阻被短路。通過(guò)選擇不同的量程選擇開關(guān)閉合，可以改變待測(cè)量電流信號(hào)通過(guò)的采樣電阻數(shù)量，從而改變待測(cè)量電流信號(hào)通過(guò)的電阻大小，進(jìn)而在待測(cè)量電流信號(hào)大小不同的情況下，將待測(cè)量電流信號(hào)在多個(gè)采樣電阻上形成的電壓大小控制在測(cè)量單元的測(cè)量范圍內(nèi)，使得測(cè)量單元可以進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

此外，運(yùn)算放大器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的連接可以組成可調(diào)量程測(cè)量單元，第二運(yùn)算放大器分別連接第一電阻的第一端和第二電阻的第二端，可以產(chǎn)生電壓測(cè)量信號(hào)并對(duì)該信號(hào)進(jìn)行縮放。因此可調(diào)量程單元的測(cè)量范圍可以調(diào)整到與待測(cè)量電流信號(hào)相匹配，從而實(shí)現(xiàn)小量程范圍內(nèi)的精確測(cè)量。

如上圖，為該專利中發(fā)明的量程切換過(guò)程中電流輸出的流程圖，首先，系統(tǒng)會(huì)接收包含目標(biāo)量程的量程切換指令，通常選擇開關(guān)閉合時(shí)的測(cè)量量程為目標(biāo)量程，在接收到量程切換指令后的第一設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)，可以將目標(biāo)量程對(duì)應(yīng)的量程選擇開關(guān)閉合。

其次，在接收到量程切換指令后的第一設(shè)定時(shí)長(zhǎng)和第二設(shè)定時(shí)長(zhǎng)之間，將接收到量程切換指令時(shí)閉合的量程選擇開關(guān)斷開，在接收到量程切換指令后的第二設(shè)定時(shí)長(zhǎng)內(nèi)，基于第一電壓值，確定待測(cè)量電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流值并輸出。

最后，在接收到量程切換指令后的第二設(shè)定時(shí)長(zhǎng)外，進(jìn)一步基于第二電壓值確定待測(cè)量電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流值并輸出。因此，該方案中的處理器接收到量程切換指令時(shí)，先將目標(biāo)量程對(duì)應(yīng)的量程選擇開關(guān)閉合，再將之前閉合的量程選擇開關(guān)斷開，可以確保多個(gè)量程切換開關(guān)在量程切換過(guò)程中至少有一個(gè)閉合，使得最大量程測(cè)量單元可以進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

而在該方案中，還展示了超量程時(shí)的電流壓輸出流程，如上圖所示，首先，系統(tǒng)需要確定第二運(yùn)算放大器縮放后的電壓測(cè)量信號(hào)是否在第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的測(cè)量量程外。如果第二運(yùn)算放大器縮放后的電壓測(cè)量信號(hào)在第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的測(cè)量量程外，基于第一電壓值確定待測(cè)量電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流值并輸出；如果第二運(yùn)算放大器縮放后的電壓測(cè)量信號(hào)在第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的測(cè)量量程內(nèi)，則基于第二電壓值確定待測(cè)量電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的電流值并輸出。

以上就是華峰測(cè)控發(fā)明的電流測(cè)量裝置及方案，該方案中展示了多種電流的檢測(cè)方案，利用量程選擇開關(guān)、運(yùn)算放大器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器等部件，來(lái)確定待測(cè)量電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的輸出值，從而實(shí)現(xiàn)在可調(diào)量程測(cè)量單元測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確的情況下，依舊保持電流測(cè)量的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。