[發明專利]微小電流信號檢測裝置

有效

• 申請號: 201310743456.2
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103713181A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 向勁松;卜凡偉;趙自知
• 申請（專利權）人: 重慶華渝電氣集團有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 穆祥維

技術領域

本發明涉及一種電流信號檢測裝置，尤其涉及一種微小電流信號檢測裝置，該裝置適用于各種微小電流的檢測，可以在醫療、導航、測量等領域廣泛適用，提高設備的檢測能力。?

背景技術

在很多領域都會出現微小電流信號的檢測，以往的檢測方法多為通過采樣電阻將電流信號轉換為電壓信號，通過AD芯片將電壓信號進行轉換成對應的數字信號，然后顯示或者發送出去；還有采用V_F轉換芯片，將采樣電阻轉換后的電壓信號轉換成頻率信號，然后通過運算芯片將頻率信號轉換成電流值，顯示或者發送出去。?

現有電流信號的檢測產品優缺點：?

1、傳統的將電流信號通過采樣電阻和AD芯片轉換成電流值的裝置，其優點為：電路簡單，容易實現。其缺點為：采樣電阻的依賴程度高，要求采樣電阻具有高精度、良好的溫度特性；AD芯片的要求高，AD芯片的好壞直接決定了設備的精度；器件成本高，要檢測微小電流信號，對采樣電阻和AD芯片都有較高的要求，這樣高端的電阻和AD芯片導致整個設備的成本變高。

2、將電流信號通過采樣電阻轉換成電壓信號，通過V_F轉換芯片，將信號轉換成相應的頻率信號，通過芯片進行頻率計數，最后轉換成對應的數字信號。這種方法雖然降低了對芯片的要求，但是依然沒有擺脫對采樣電阻的依賴。導致整個設備的穩定性得不到提升。?

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足之處，本發明提供了一種的微小電流信號檢測裝置。該微小電流信號檢測裝置使微小電流的檢測擺脫對采樣電阻和芯片的依賴，提高設備的檢測精度和穩定度，降低此類產品的成本。?

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案：?

微小電流信號檢測裝置，包括電流頻率轉換電路和核心運算電路，電流信號輸入電流頻率轉換電路，電流頻率轉換電路轉換為頻率信號輸入核心運算電路，再由核心運算電路將電流值輸出，所述電流頻率轉換電路包括電流積分電路、門限控制及電容充電保護電路、程序控制電路和恒流源電路；

所述電流積分電路包括電阻R、運算放大器Ⅰ和電容C；電流信號與電阻R的一端連接，所述電阻R的另一端和電容C的一端均與運算放大器Ⅰ的陰極連接，所述運算放大器Ⅰ的陽極接地；

所述門限控制及電容充電保護電路包括二極管VZ、二極管VF、電阻RZ1、電阻RZ2，電阻RM1、電阻RM2、電阻RF1、電阻RF2、電阻RM3、電阻RM4、三極管VZT和三極管VFT；所述運算放大器Ⅰ的輸出端分別與二極管VZ的正極和二極管VF的負極連接，所述二極管VZ的負極連接三極管VZT的基極，所述三極管VZT的集電極與+5V電源連接，所述三極管VZT的發射極與電阻RZ2的一端連接，所述電阻RZ1的一端與三極管VZT的基極連接，所述電阻RZ1的另一端與三極管VZT的集電極連接；所述二極管VF的正極與三極管VFT的基極連接，所述三極管VFT的集電極與-5V電源連接，所述三極管VFT的發射極與電阻RF2的一端連接，所述電阻RF1的一端與三極管VFT的基極連接，所述電阻RF1的另一端與三極管VFT的集電極連接；所述電阻RM1的一端與三極管VZT的集電極連接，所述電阻RM1的另一端與電阻RM2的一端連接，所述電阻RM4的一端與三極管VFT的集電極連接，電阻RM4的另一端與電阻RM3的一端連接；所述電阻RZ2的另一端與電阻RF2的另一端連接，所述電阻RM2的另一端與電阻RM3的另一端連接，所述電阻RZ2與電阻RF2的另一端以及電阻RM2與電阻RM3的另一端分別與電容C的另一端連接；

所述程序控制電路的控制芯片采用的是Xilinx的CPLD，所述電阻RM1的另一端和電阻RM2的一端接入該芯片的I/O接口；所述電阻RM4的另一端和電阻RM3的一端接入該芯片的I/O接口；

所述恒流源電路包括運算放大器Ⅱ、三極管M1、三極管M2、三極管M3和電阻R1；所述運算放大器Ⅱ的陽極與10V電源連接，所述運算放大器Ⅱ的輸出端與三極管M3的基極連接，所述三極管M3的集電極與三極管M1的基極和集電極連接，所述運算放大器Ⅱ的陰極與三極管M3的發射極連接，所述三極管M3的發射極通過電阻R1接地；所述三極管M1的基極和三極管M2的基極連接，所述三極管M1的發射極和三極管M2的發射極均與15V電源連接，所述三極管M2的集電極與電流積分電路中電阻R的一端連接。