一種工頻微小電流快速測量電路的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及工頻微小電流快速測量的電路。主要用于工頻微小電流測量儀器儀表和需要進行工頻微小電流快速測量領域。
【背景技術】
[0002]工頻微小電流測量是建筑電氣線路的電氣火災保護、電氣線路及電力電子設備漏電保護中的關鍵技術，是工頻電流測量的重要技術。工頻微小電流測量常用的非接觸式測量方法主要有電磁式電流互感器法、霍爾電流傳感器法和磁調制式電流互感器法。電磁式電流互感器法是鐵心電磁式電流互感器法，采用基于法拉第電磁感應原理的電流互感器測量線路中的電流。霍爾電流傳感器法是霍爾傳感器利用霍爾效應將電流磁場信號轉換為電信號的電流測量方法，可用于測量直流電流和交流電流，霍爾電流傳感器由于磁芯氣隙產生的漏磁作用，易受到外部電流磁場的影響，使得測量誤差增大。磁調制式電流互感器基于磁調制原理制成，一般采用感應電勢二次諧波分量作為互感器的輸出信號，磁調制式電流互感器主要用于測量直流電流或低頻交流電流，測量電路比較復雜。所述一種工頻微小電流快速測量電路是基于電磁式電流互感器法的測量精度高和測量速度快的工頻微小電流測量電路。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種工頻微小電流快速測量電路。一種工頻微小電流快速測量電路，包含工頻電流轉換電壓信號電路(1)，微控制器及模數轉換模塊(2)，顯示電路
[3];被測量的工頻電流經過所述工頻電流轉換電壓信號電路(I)后轉換為電壓信號，該電壓信號輸入到所述微控制器及模數轉換模塊(2)轉換為數字量，該數字量經過計算和變換后送到所述顯示電路(3)顯示被測量的工頻電流值。
[0004]所述工頻電流轉換電壓信號電路(I)包含:電流互感器L上端引腳接電容器Cl上端引腳，電流互感器L上端引腳接二極管Dl陰極引腳，電流互感器L上端引腳接電阻Rl上端引腳，電流互感器L上端引腳接電阻R2左端引腳，電阻R2右端引腳接運算放大器Al的“ + ”引腳，電容器C2上端引腳接運算放大器Al的“ + ”引腳，互感器L下端引腳接地，電容器Cl下端引腳接地，二極管Dl陽極引腳接地，電阻Rl下端引腳接地，電容器C2下端引腳接地，電阻R3左端引腳接地，電阻R3右端引腳接運算放大器Al的引腳，電阻R4左端引腳接運算放大器Al的引腳，電阻R4右端引腳接運算放大器Al輸出引腳，電容器C3左端引腳接運算放大器Al的引腳，電容器C3右端引腳接運算放大器Al輸出引腳，電容器C4上端引腳接運算放大器Al輸出引腳，電容器C4下端引腳接地，運算放大器Al輸出引腳接所述微控制器及模數轉換模塊(2)的輸入端Pl.0引腳。
【附圖說明】
[0005]下面結合附圖對本發明作進一步說明:圖1是本發明的電路結構方框圖；圖2是本發明包含的工頻電流轉換電壓信號電路的原理圖。
[0006]圖例說明:圖2中，Al是運算放大器，Rl、R2、R3、R4是工頻電流轉換電壓信號和電壓信號放大的電阻，Cl、C2、C3、C4是用于濾除干擾信號的電容器，Dl是二極管。
【具體實施方式】
[0007]—種工頻微小電流快速測量電路的工作原理:圖1是一種工頻微小電流快速測量電路的結構方框圖，包含工頻電流轉換電壓信號電路(1)，微控制器及模數轉換模塊(2)，顯示電路(3)。被測量的工頻電流經過所述工頻電流轉換電壓信號電路(I)的互感器L和電阻Rl后轉換為電壓信號，該電壓信號經過濾波和放大后輸入到所述微控制器及模數轉換模塊(2)的Pl.0引腳轉換為數字量，該數字量經過計算和變換后送到所述顯示電路(3)顯示被測量的工頻電流值，在不大于0.02秒時間內測量出被測量的工頻電流值。
[0008]圖2是本發明中的工頻電流轉換電壓信號電路(I)的電路原理圖，電流互感器L中的電流經過電阻Rl后轉換為電壓信號，該電壓信號經過運算放大器Al、電阻R2、電阻R3、電阻R4組成的同相運算放大電路放大，放大后的電壓信號輸入到包含模數轉換模塊的微控制器轉換為數字信號，該數字信號經過計算和變換后送到顯示電路(3)顯示被測量的工頻電流值。電容器Cl、電容器C2、電容器C3、電容器C4構成低通濾波電路，濾除高頻干擾信號。二極管D用于去掉電壓信號波形中的負半周波形。運算放大器Al的輸出電壓U與被測量的工頻電流I的關系是:I=KU/(R1 (1+R4/R3))，其中K是電流互感器L的初級電流與次級電流的比值，U是運算放大器Al的輸出電壓值。測量電壓U的值，就可以獲得被測量的工頻電流值I。
[0009]所述的一種工頻微小電流快速測量電路包含內部有10位AD轉換模塊的微控制器及模數轉換模塊(2)，來自工頻電流轉換電壓信號電路(I)的電壓信號U從微控制器的模數轉換輸入端P1.0引腳進入模數轉換模塊，進行模數轉換，獲得O到1023之間的數值，微控制器將該數值進行計算和變換后送給顯示電路(3)顯示被測量到的工頻電流值I。
[0010]所述一種工頻微小電流快速測量電路包含5V和8V電源。5V作為AD轉換參考電壓，8V作為運算放大器Al的電源。
[0011]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種工頻微小電流快速測量電路，其特征在于:工頻電流轉換電壓信號電路(1)，微控制器及模數轉換模塊(2)，顯示電路(3);被測量的工頻電流經過所述工頻電流轉換電壓信號電路(I)后轉換為電壓信號，該電壓信號輸入到所述微控制器及模數轉換模塊(2)轉換為數字量，數字量經過計算和變換后送到所述顯示電路(3)顯示被測量的工頻電流值。2.根據權利要求1所述的一種工頻微小電流快速測量電路，其特征在于:所述的工頻電流轉換電壓信號電路(I)包含:電流互感器L上端引腳接電容器Cl上端引腳，電流互感器L上端引腳接二極管Dl陰極引腳，電流互感器L上端引腳接電阻Rl上端引腳，電流互感器L上端引腳接電阻R2左端引腳，電阻R2右端引腳接運算放大器Al的“ + ”引腳，電容器C2上端引腳接運算放大器Al的“ + ”引腳，互感器L下端引腳接地，電容器Cl下端引腳接地，二極管Dl陽極引腳接地，電阻Rl下端引腳接地，電容器C2下端引腳接地，電阻R3左端引腳接地，電阻R3右端引腳接運算放大器Al的引腳，電阻R4左端引腳接運算放大器Al的引腳，電阻R4右端引腳接運算放大器Al輸出引腳，電容器C3左端引腳接運算放大器Al的引腳，電容器C3右端引腳接運算放大器Al輸出引腳，電容器C4上端引腳接運算放大器Al輸出引腳，電容器C4下端引腳接地，運算放大器Al輸出引腳接所述微控制器及模數轉換模塊(2)的輸入端Pl.0引腳。
【專利摘要】本發明涉及工頻微小電流快速測量電路。本發明包含工頻電流轉換電壓信號電路（1），微控制器及模數轉換模塊（2），顯示電路（3）；被測量的工頻電流經過工頻電流轉換電壓信號電路（1），將電流信號轉換為電壓信號并經過放大和濾波后，輸入到微控制器及模數轉換模塊（2）的模數轉換輸入端口，微控制器的模數轉換模塊將電壓信號轉換為數字量，該數字量經過計算和變換后送到顯示電路（3）顯示測量的電流值，在不大于0.02秒時間內測量出被測量的工頻電流值。
【IPC分類】G01R19/25
【公開號】CN105021882
【申請號】CN201510480116
【發明人】黃有全
【申請人】黃有全
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月7日