[發明專利]電流測量裝置和方法

在審

• 申請號: 202210496331.3
• 申請日: 2022-05-09
• 公開（公告）號: CN114778918A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 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: 馬云超

本申請涉及一種電流測量裝置和方法。所述裝置包括：多個采樣電阻串聯形成的測量支路、與多個采樣電阻一一對應的多個開關、第一運算放大器、第二運算放大器、第一模數轉換器、第二模數轉換器以及處理器。通過與采樣電阻一一對應的開關來選擇測量支路中的哪些采樣電阻接入測量電路。通過更換閉合的開關，來改變測量支路的電阻值，進而切換電流測量的量程。當待測電壓值在第二模數轉換器的量程內且沒有在更換閉合的開關時，根據第二模數轉換器的測量值，確定待測電流值。當第二模數轉換器正在更換閉合的開關時，根據第一模數轉換器的測量值，確定待測電流值。該裝置能夠在切換量程的過程中保持對電流信號的測量。

本申請要求于2021年7月27日提交中國專利局、申請號為202110851775X發明名稱為“電流測量裝置和方法”的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。

本申請要求于2021年7月27日提交中國專利局、申請號為202110853081X發明名稱為“電流測量裝置和方法”的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。

技術領域

本申請涉及電路測量技術領域，特別是涉及一種電流測量裝置和方法。

背景技術

隨著電子電路技術的發展，人們對于測量電流的連續性以及精確度的要求越來越高。對于不同的電流信號，需要使用不同的量程去測量，以提高測量的準確度。

傳統技術中，通過控制選擇開關動作來實現量程的切換。

然而，由于選擇開關動作需要一定的時間，因此傳統技術中的方案會導致電流的測量通道在選擇開關動作的過程中出現斷路，從而造成電流測量的中斷和漏測，導致測量不準確。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠在切換量程的過程中依舊能保持對電流進行準確測量的電流測量裝置和方法。

一種電流測量裝置，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和多個量程選擇開關；多個采樣電阻串聯，位于兩端的采樣電阻分別為第一電阻和第二電阻，每個所述采樣電阻靠近所述第一電阻或遠離所述第二電阻的一端為第一端；每個所述量程選擇開關的第一端與對應的采樣電阻的第二端連接，所述多個量程選擇開關的第二端連接在一起；所述多個量程選擇開關中的至少一個閉合，所述第一電阻的第一端和所述多個量程選擇開關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和第一模數轉換器；所述第一運算放大器分別連接所述第一電阻的第一端和第二端，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用于對所述第一運算放大器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和第二模數轉換器；所述第二運算放大器分別連接所述第一電阻的第一端和所述第二電阻的第二端，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用于對所述第二運算放大器縮放后的電壓測量信號進行測量，得到第二電壓值；處理器，分別與所述第一模數轉換器、所述多個量程選擇開關的控制端和所述第二模數轉換器連接，用于在切換閉合的量程選擇開關時，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。

在其中一個實施例中，所述處理器用于，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。