[發明專利]電流測量裝置和方法

在審

• 申請號: 202110851775.X
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113466523A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 孫衍翀;周鵬
• 申請（專利權）人: 北京華峰測控技術股份有限公司;華峰測控技術（天津）有限責任公司
• 主分類號: G01R15/09
• 分類號: G01R15/09;G01R19/25
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 樊春燕

1.一種電流測量裝置，其特征在于，所述裝置包括：

量程切換電路，包括一一對應的多個采樣電阻(10)和多個量程選擇開關(20)；多個采樣電阻(10)串聯，位于兩端的采樣電阻(10)分別為第一電阻(11)和第二電阻(12)，每個所述采樣電阻(10)靠近所述第一電阻(11)或遠離所述第二電阻(12)的一端為第一端；每個所述量程選擇開關(20)的第一端與對應的采樣電阻(10)的第二端連接，所述多個量程選擇開關(20)的第二端連接在一起；所述多個量程選擇開關(20)中的至少一個閉合，所述第一電阻(11)的第一端和所述多個量程選擇開關(20)的第二端為待測量電流信號在所述量程切換電路中的輸入端和輸出端；

最大量程測量單元，包括連接的第一運算放大器(30)和第一模數轉換器(40)；所述第一運算放大器(30)分別連接所述第一電阻(11)的第一端和第二端，用于測量所述待測量電流信號在所述第一電阻(11)上形成的電壓，產生電壓測量信號并進行縮放；所述第一模數轉換器(40)用于對所述第一運算放大器(30)縮放后的電壓測量信號進行測量，得到第一電壓值；

可調量程測量單元，包括連接的第二運算放大器(31)和第二模數轉換器(41)；所述第二運算放大器(31)分別連接所述第一電阻(11)的第一端和所述第二電阻(12)的第二端，用于測量所述待測量電流信號在所述多個采樣電阻(10)上形成的電壓，產生電壓測量信號并進行縮放；所述第二模數轉換器(41)用于對所述第二運算放大器(31)縮放后的電壓測量信號進行測量，得到第二電壓值；

處理器(50)，分別與所述第一模數轉換器(40)、所述多個量程選擇開關(20)的控制端和所述第二模數轉換器(41)連接，用于在切換閉合的量程選擇開關(20)，或所述第二運算放大器(31)縮放后的電壓測量信號在所述第二模數轉換器(41)的測量量程外時，基于所述第一電壓值，確定所述待測量電流信號對應的電流值并輸出。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述處理器(50)用于，接收包含目標量程的量程切換指令，所述目標量程與所述多個量程選擇開關(20)中的一個對應，所述可調量程測量單元在所述目標量程對應的量程選擇開關(20)閉合時的測量量程為目標量程；在接收到所述量程切換指令后的第一設定時長內，將所述目標量程對應的量程選擇開關(20)閉合；在接收到所述量程切換指令后的第一設定時長和第二設定時長之間，將接收到所述量程切換指令時閉合的量程選擇開關(20)斷開，所述第二設定時長大于所述第一設定時長；在接收到所述量程切換指令后的第二設定時長內，基于所述第一電壓值，確定所述待測量電流信號對應的電流值并輸出；在接收到所述量程切換指令后的第二設定時長外，基于所述第二電壓值，確定所述待測量電流信號對應的電流值并輸出。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述處理器(50)用于，在接收到所述量程切換指令后的第二設定時長外，確定所述第二運算放大器(31)縮放后的電壓測量信號是否在所述第二模數轉換器(41)的測量量程外；若確定所述第二運算放大器(31)縮放后的電壓測量信號在所述第二模數轉換器(41)的測量量程外，則基于所述第一電壓值，確定所述待測量電流信號對應的電流值并輸出；若確定所述第二運算放大器(31)縮放后的電壓測量信號在所述第二模數轉換器(41)的測量量程內，則基于所述第二電壓值，確定所述待測量電流信號對應的電流值并輸出。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述處理器(50)用于，確定所述第二電壓值在所述第二模數轉換器(41)的測量量程中所占的比例；當所述第二電壓值在所述第二模數轉換器(41)的測量量程中所占的比例在比例上限和比例下限之間時，確定所述第二運算放大器(31)縮放后的電壓測量信號在所述第二模數轉換器(41)的測量量程內；當所述第二電壓值在所述第二模數轉換器(41)的測量量程中所占的比例大于所述比例上限或者小于比例下限時，確定所述第二運算放大器(31)縮放后的電壓測量信號在所述第二模數轉換器(41)的測量量程外。