[發明專利]一種低成本高精度的電流采集傳感器及其控制方法

在審

• 申請號: 202011609601.4
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112834804A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 齊鵬遠;邱嵩;李凡;歐陽雙
• 申請（專利權）人: 成都杰啟科電科技有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 重慶嘉禾共聚知識產權代理事務所(普通合伙) 50220
• 代理人: 吳迪

本發明公開了一種低成本高精度的電流采集傳感器及其控制方法，涉及電子設備技術領域，該傳感器包括控制器和信號采集模塊；所述信號采集模塊包括采樣電阻R1、采樣電阻R2、控制開關S1、控制開關S2及運算放大電路；所述采樣電阻R1和采樣電阻R2串聯，所述控制開關S1和控制開關S2并聯且分別連接在所述采樣電阻R2的兩端，所述運算放大電路分別與所述控制開關S1和控制開關S2連接；所述控制器與所述運算放大電路電性連接。本發明還公開該傳感器的控制方法。本發明公開的電流采集傳感器及其控制方法，利用控制器對采集電路進行控制，采集不同狀態下的電壓信號，對采集回的電壓信號補償零點漂移電壓，可實現高精度的電流值。

技術領域

本發明涉及電子設備技術領域，特別涉及一種低成本高精度的電流采集傳感器及其控制方法。

背景技術

在電力電子領域，電流信號是科學研究、工業生產必不可少的信息，例如供電線路需要實時監測電流信號來判斷傳輸鏈路是否正常，新能源汽車需要實時監測電流判斷是否電機過流等，但市場上現有的高精度電流傳感器價格較高，增加了使用者的使用成本；而低成本元件設計的電流傳感器則常常采用存在零點漂移的低成本運算放大電路，導致精度比較低，影響判斷結果，因此市場亟需一種成本低同時精度高的電流傳感器。

發明內容

本申請的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種低成本高精度的電流采集傳感器，利用控制器對采集電路進行控制，采集不同狀態下的電壓信號，對采集回的電壓信號補償零點漂移電壓，可實現高精度的電流值。

本發明還提供了一種低成本高精度的電流采集傳感器的控制方法。

為了實現上述發明目的，本申請提供了以下技術方案：一種低成本高精度的電流采集傳感器，包括控制器和信號采集模塊；所述信號采集模塊包括采樣電阻R1、采樣電阻R2、控制開關S1、控制開關S2及運算放大電路；所述采樣電阻R1和采樣電阻R2串聯，所述控制開關S1和控制開關S2并聯且分別連接在所述采樣電阻R2的兩端，所述運算放大電路分別與所述控制開關S1和控制開關S2連接；所述控制器與所述運算放大電路電性連接；所述采樣電阻S1和采樣電阻S2串聯在電流采集電路上。

在上述技術方案中，通過控制開關S1和控制開關S2可以使控制器采集到不同的電壓信號，且通過控制器采集不同的通過運算方法電路放大后的電壓信號，并對采集到的電壓信號進行補償，得到高精度的電流值，進而得到電流采集電路上的實際電流值。在該技術方案中，通過控制開關S1和控制開關S2的不同通斷狀態，來獲得所需補償零點漂移電壓，并補償到采集到的電壓信號中，修正了低成本運算放大電路的零點漂移對電流測定結果的影響，提高了傳感器的測量精度，使電流傳感器可通過低成本運算方法電流即可實現高精度的電流測定，降低了電流傳感器的成本。

進一步地，所述控制器分別與所述控制開關S1和控制開關S2電性連接，以實現控制開關S1和控制開關S2的通斷控制。

進一步地，所述運算放大電路為LM324、LM358、TL074、OP07中的任一種，其電路簡單、成本低。

進一步地，所述控制器為單片機。

本發明還公開了一種低成本高精度的電流采集傳感器的控制方法，采用上述電流采集傳感器，控制器采集信號采集模塊在控制開關S1、控制開關S2不同通斷狀態下的電壓，得到運算放大電路中的零點漂移，并對實際測得的電壓進行補償，得到高精度的電流值。

進一步地，具體包括以下步驟：

S1)閉合控制開關S1、斷開控制開關S2，采集電壓V1；

S2)斷開控制開關S1、閉合控制開關S2，采集電壓V2；

S3)通過電壓計算公式，計算得到所述運算放大電路的零點漂移電壓；

S4)通過零點漂移電壓補償采集到的電壓V2，得到電壓V2’；