[实用新型]一种直流小电流连续监控仪

说明书

技术领域

本实用新型属于电流采集技术领域，具体涉及一种直流小电流连续监控 仪。

背景技术

在油田测试应用中，经常需要在井口或井下进行数据连续监测并根据监 测结果执行动作。由于油井大部分在偏远地区，荒无人烟，更缺乏供电设备， 因此许多设备需要电池供电，而又由于仪器工作时间长，因此，在开发设计 阶段，需要良好的控制监测仪器的功耗，使仪器能更长时间的工作，节约电 池成本。所以，在开发设计阶段，我们必须了解每个工作阶段仪器的功耗。 仪器在休眠时功耗极低，电流在10μA以下；工作时，电流在0.1-10mA；执 行动作机构时，电流在100-700mA。因此，我们不但需要检测各阶段的电流 值，还要检测边缘状态的电流变化值，而且能长期记录检测结果，自动计算 功耗。而目前市场上具有大动态范围的直流小电流连续监控仪(1μA-1A)， 相对误差大，且不能保存数据；因此，很有必要设计一种宽动态范围、高精 度、带存储的直流小电流连续监控仪，可监控不同状态下的电流大小，从而 监控设备的功耗，通过较长一段时间的精确监控设备的功耗大小，来给设备 配置相应的电池，依据电池的容量与设备的功耗，可以定时给设备电池充电 或者更换备用电池等，可靠稳定，安装操作方便，具有很大的研究意义和很 广泛的应用范围。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提 供一种直流小电流连续监控仪，其设计新颖合理，结构简单，具有连续采 集直流小电流的功能，信号调理电路精度高，能耗小，并可根据电流采样 时间间隔计算出负载损耗功耗，安全可靠，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种直流小电 流连续监控仪，其特征在于：包括负载、为所述负载供电的供电电源以及 用于采集所述负载流过的电流值的电流监控装置，所述供电电源为负载供 电的回路中串联有电流采样电路，所述电流监控装置包括控制器、信号调 理电路以及与所述控制器相接的时钟电路、存储器和通信模块，所述信号 调理电路包括串联级联的用于低增益信号放大的第一放大滤波电路和用 于高增益信号放大的第二放大滤波电路，所述第一放大滤波电路的输出端 和第二放大滤波电路的输出端均与控制器的输入端相接，所述电流采样电 路的输出端与第一放大滤波电路的输入端相接；所述供电电源为可充电电 池，所述第一放大滤波电路包括轨到轨运算放大器U1，所述第二放大滤波 电路包括轨到轨运算放大器U2。

上述的一种直流小电流连续监控仪，其特征在于：所述可充电电池为 +15V可充电蓄电池。

上述的一种直流小电流连续监控仪，其特征在于：所述电流采样电路 为精密电阻R3，所述精密电阻R3的一端与+15V可充电蓄电池的+15V电源 输出端相接，精密电阻R3的另一端与负载的输入端相接。

上述的一种直流小电流连续监控仪，其特征在于：所述轨到轨运算放 大器U1包括芯片MAX9922，所述芯片MAX9922的RSB管脚和RS+管脚均与 精密电阻R3的一端和+15V可充电蓄电池的+15V电源输出端的连接端相 接，芯片MAX9922的RS-管脚与精密电阻R3的另一端和负载的连接端相接， 芯片MAX9922的VDD管脚与3.3V电源相接，芯片MAX9922的OUT管脚分 四路，第一路经电阻R4和电阻R5接地，第二路经电容C6与电阻R4和电 阻R5的连接端相接，第三路与控制器相接，第四路为轨到轨运算放大器 U1的信号输出端；芯片MAX9922的FB管脚与电阻R4和电阻R5的连接端 相接。

上述的一种直流小电流连续监控仪，其特征在于：所述轨到轨运算放 大器U2包括芯片AD8230，所述芯片AD8230的-VS管脚与-5V电源相接， 芯片AD8230的+VS管脚与+5V电源相接，芯片AD8230的+IN管脚与轨到轨 运算放大器U1的信号输出端相接，芯片AD8230的-IN管脚接地，芯片 AD8230的RG管脚经电阻R2接地，芯片AD8230的VOUT管脚分三路，一路 经电阻R1与芯片AD8230的RG管脚和电阻R2的连接端相接，另一路与控 制器相接，第三路与稳压二极管D1的阴极相接；稳压二极管D1的阳极接 地。

上述的一种直流小电流连续监控仪，其特征在于：所述控制器包括DSP 微控制器或ARM微控制器。

上述的一种直流小电流连续监控仪，其特征在于：所述通信模块包括 串口通信模块或无线通信模块。