[发明专利]电流测量装置和方法

说明书

本申请涉及一种电流测量装置和方法。所述装置包括：多个采样电阻串联形成的测量支路、与多个采样电阻一一对应的多个开关、第一运算放大器、第二运算放大器、第一模数转换器、第二模数转换器以及处理器。通过与采样电阻一一对应的开关来选择测量支路中的哪些采样电阻接入测量电路。通过更换闭合的开关，来改变测量支路的电阻值，进而切换电流测量的量程。当待测电压值在第二模数转换器的量程内且没有在更换闭合的开关时，根据第二模数转换器的测量值，确定待测电流值。当待测电压值在第二模数转换器的测量量程外或者正在更换闭合的开关时，根据第一模数转换器的测量值，确定待测电流值。该装置能够在切换量程的过程中保持对电流信号的测量。

技术领域

本申请涉及电路测量技术领域，特别是涉及一种电流测量装置和方法。

背景技术

随着电子电路技术的发展，人们对于测量电流的连续性以及精确度的要求越来越高。对于不同的电流信号，需要使用不同的量程去测量，以提高测量的准确度。

传统技术中，通过控制选择开关动作来实现量程的切换。

然而，由于选择开关动作需要一定的时间，因此传统技术中的方案会导致电流的测量通道在选择开关动作的过程中出现断路，从而造成电流测量的中断和漏测，导致测量不准确。并且当测量信号超过切换的量程范围时，也会导致测量不准确。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在切换量程的过程中或超过量程范围时，依旧能保持对电流进行准确测量的电流测量装置和方法。

一种电流测量装置，所述装置包括：量程切换电路，包括一一对应的多个采样电阻和多个量程选择开关；多个采样电阻串联，位于两端的采样电阻分别为第一电阻和第二电阻，每个所述采样电阻靠近所述第一电阻或远离所述第二电阻的一端为第一端；每个所述量程选择开关的第一端与对应的采样电阻的第二端连接，所述多个量程选择开关的第二端连接在一起；所述多个量程选择开关中的至少一个闭合，所述第一电阻的第一端和所述多个量程选择开关的第二端为待测量电流信号在所述量程切换电路中的输入端和输出端；最大量程测量单元，包括连接的第一运算放大器和第一模数转换器；所述第一运算放大器分别连接所述第一电阻的第一端和第二端，用于测量所述待测量电流信号在所述第一电阻上形成的电压，产生电压测量信号并进行缩放；所述第一模数转换器用于对所述第一运算放大器缩放后的电压测量信号进行测量，得到第一电压值；可调量程测量单元，包括连接的第二运算放大器和第二模数转换器；所述第二运算放大器分别连接所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第二端，用于测量所述待测量电流信号在所述多个采样电阻上形成的电压，产生电压测量信号并进行缩放；所述第二模数转换器用于对所述第二运算放大器缩放后的电压测量信号进行测量，得到第二电压值；处理器，分别与所述第一模数转换器、所述多个量程选择开关的控制端和所述第二模数转换器连接，用于在切换闭合的量程选择开关，或所述第二运算放大器缩放后的电压测量信号在所述第二模数转换器的测量量程外时，基于所述第一电压值，确定所述待测量电流信号对应的电流值并输出。

在其中一个实施例中，所述处理器用于，接收包含目标量程的量程切换指令，所述目标量程与所述多个量程选择开关中的一个对应，所述可调量程测量单元在所述目标量程对应的量程选择开关时的测量量程为目标量程；在接收到所述量程切换指令后的第一设定时长内，将所述目标量程对应的量程选择开关闭合；在接收到所述量程切换指令后的第一设定时长和第二设定时长之间，将接收到所述量程切换指令时闭合的量程选择开关断开，所述第二设定时长大于所述第一设定时长；在接收到所述量程切换指令后的第二设定时长内，基于所述第一电压值，确定所述待测量电流信号对应的电流值并输出；在接收到所述量程切换指令后的第二设定时长外，基于所述第二电压值，确定所述待测量电流信号对应的电流值并输出。