[實(shí)用新型]一種非接觸式電流信號(hào)檢測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201822052445.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209182394U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙中華;劉昊鑫;陸獻(xiàn)楓;莫恭防;劉濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R19/25
• 分類(lèi)號(hào): G01R19/25
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種非接觸式電流信號(hào)檢測(cè)裝置，包括電源模塊、環(huán)形電流檢測(cè)線圈、低噪信號(hào)放大器模塊、STM32模塊、TFT顯示模塊、FPGA時(shí)鐘源模塊和輸入模塊；電源模塊分別為低噪信號(hào)放大器模塊、STM32模塊、顯示模塊和FPGA時(shí)鐘源模塊供電；待檢測(cè)電流的導(dǎo)線穿過(guò)環(huán)形電流檢測(cè)線圈的中心，環(huán)形電流檢測(cè)線圈輸出端連接低噪信號(hào)放大器模塊信號(hào)輸入端，低噪信號(hào)放大器模塊信號(hào)輸出端接STM32模塊信號(hào)輸入端，STM32模塊的視頻信號(hào)輸出接口連接顯示模塊，F(xiàn)PGA時(shí)鐘源模塊輸出端與STM32模塊的外部時(shí)鐘輸入端連接，所述STM32模塊還與輸入模塊連接；該裝置電流測(cè)量范圍大，小電流測(cè)量精度高，可以精確測(cè)量小信號(hào)電流，抗干擾能力強(qiáng)，采用模塊化方式實(shí)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電流檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種非接觸式電流信號(hào)檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)

電流在自然界中十分普遍,人類(lèi)在對(duì)電現(xiàn)象本質(zhì)的探索中積累了測(cè)量電流的豐富經(jīng)驗(yàn)。特別是對(duì)于直流電流的測(cè)量方法，但是對(duì)于交流電流的測(cè)量則相對(duì)于直流電流的方案和裝置較少。運(yùn)用電磁感應(yīng)定律制作非接觸式交流電流傳檢測(cè)儀器，即交變的電流會(huì)周期會(huì)產(chǎn)生交變的磁通，交變磁通在閉合的導(dǎo)體上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變的電流，通過(guò)ADC采樣即可得到電流的大小。

傳統(tǒng)的交流電流檢測(cè)裝置有以下缺點(diǎn):檢測(cè)大電流時(shí)精度較為準(zhǔn)確，測(cè)量100mA以下的電流時(shí)存在較大誤差，特別測(cè)量到10mA級(jí)別電流甚至檢測(cè)不出來(lái)，且容易受到周?chē)妶?chǎng)影響，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤。測(cè)量電流范圍小，小電流測(cè)量精度差一直是困擾有關(guān)技術(shù)人員的難題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測(cè)量電流范圍大，小電流測(cè)量精度高，抗干擾能力強(qiáng)，采用模塊化方式實(shí)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的非接觸式電流信號(hào)檢測(cè)裝置，可以精確測(cè)量小信號(hào)電流。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是：

一種非接觸式電流信號(hào)檢測(cè)裝置，包括電源模塊、環(huán)形電流檢測(cè)線圈、低噪信號(hào)放大器模塊、STM32模塊、TFT顯示模塊、FPGA時(shí)鐘源模塊和輸入模塊；電源模塊分別為低噪信號(hào)放大器模塊、STM32模塊、顯示模塊和FPGA時(shí)鐘源模塊供電；待檢測(cè)電流的導(dǎo)線穿過(guò)環(huán)形電流檢測(cè)線圈的中心，環(huán)形電流檢測(cè)線圈輸出端連接低噪信號(hào)放大器模塊信號(hào)輸入端，低噪信號(hào)放大器模塊信號(hào)輸出端接STM32模塊信號(hào)輸入端，STM32模塊的視頻信號(hào)輸出接口連接顯示模塊，F(xiàn)PGA時(shí)鐘源模塊輸出端與STM32模塊的外部時(shí)鐘輸入端連接，所述STM32模塊還與輸入模塊連接。

所述的環(huán)形電流檢測(cè)線圈，是采用0.05mm漆包線于錳芯磁環(huán)上繞制而成的線圈，線圈輸出端與負(fù)載電阻的一端連接，負(fù)載電阻另一端接地，負(fù)載電阻的阻值為30歐姆，線圈的輸出端口為SMA接口。

所述的電源模塊，是基于LM7805和LM7905的電源芯片，采用意法半導(dǎo)體公司LM7805和LM7905系列三端穩(wěn)壓電路，該電路由于內(nèi)部電流的限制，以及過(guò)熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)，使它基本不會(huì)損壞，能穩(wěn)定輸出+5V和-5V電壓。

所述的低噪信號(hào)放大器模塊，是基于芯片OPA2227的低噪信號(hào)放大器模塊，采用TI公司的OPAX22X系列中OPA2227低噪高精度的儀器運(yùn)算放大器，兼具低噪聲、寬帶寬和高精度等特性，是同時(shí)需要交流和精密直流性能應(yīng)用的理想選擇，OPA2227具有穩(wěn)定的單位增益并具有高壓擺率(2.3V/μs)和寬帶寬(8MHz)。OPA2227針對(duì)5倍或更大的閉環(huán)增益進(jìn)行了優(yōu)化，并提供更高的速度以及10V/μs壓擺率和33MHz帶寬，該模塊可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行降噪、放大、抬升。

所述的FPGA時(shí)鐘源模塊，是基于EP4CE22F17C6N芯片的FPGA模塊，采用Altera公司的EP4CE22F17C6N為核心的2Khz時(shí)鐘源，具有產(chǎn)生信號(hào)穩(wěn)定、精確的特點(diǎn)，適合滿足電流檢測(cè)需求。