[发明专利]一种高精度传感器电流信号采样方法及电路

说明书

本发明涉及一种高精度传感器电流信号采样方法及电路。本发明的方法包括以下步骤：1)在传感器环路的输出端进行采样，将环路电流转换为电压信号；2)将采集到的电压信号进行滤波，滤除通道噪声；3)将滤波后的电压信号放大后输出；4)对接收到的电压信号进行模数转换，输出数字信号。本发明将传感器环路中微小的电流变量转换为可监测的电压信号，同时将该电压信号高可靠的转换为数字信号输出，具有采集精度高、低噪声和可对运放电路端口进行过压保护的优点。

技术领域

本发明涉及航空、航海和工业控制等领域，尤其涉及一种高精度传感器电流信号采样的方法及电路。

背景技术

环路电流输出被广泛应用于传感器等领域，使用将环路电流值作为传感器的输出变量，对于高精度传感器电路，系统误差通常在0.1％或0.01％以内，需要监测环路中uA级的电流变化，传统电流采样方法，其电流监测通过外接仪表完成，采样精度较低且存在通道噪声，采集到的电流值误差较大，导致精度远低于传感器自身精度，无法满足传感器系统的高精度要求。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题，而提供一种高精度传感器电流信号采样方法及电路，将传感器环路中微小的电流变量转换为可监测的电压信号，同时将该电压信号高可靠的转换为数字信号输出，具有采集精度高、低噪声和可对运放电路端口进行过压保护的优点。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种高精度传感器电流信号采样方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：

1)在传感器环路的输出端进行采样，将环路电流转换为电压信号；

2)将采集到的电压信号进行滤波，滤除通道噪声；

3)将滤波后的电压信号放大后输出；

4)对接收到的电压信号进行模数转换，输出数字信号。

优选的，步骤3)中，将滤波后的电压信号按所需的放大倍数放大后输出。

一种实现上述的高精度传感器电流信号采样方法的电路，其特殊之处在于：所述电路包括采样电阻、滤波电路、运放电路和数模转换芯片，采样电阻依次通过滤波电路、运放电路和数模转换芯片连接。

优选的，滤波电路包括电阻R1、电阻R2和电容C1，运放电路包括运算放大器A1、运算放大器A2和运算放大器A3，采样电阻一端通过电阻R1接入运算放大器A1的正输入端，采样电阻的另一端通过电阻R2接入运算放大器A2的正输入端，采样电阻与电容C1并联，运算放大器A1的输出端接运算放大器A3的负输入端，运算放大器A2的输出端分别接运算放大器A3的正输入端和接地，运算放大器A3的输出端接数模转换芯片。

优选的，运放电路还包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8，运算放大器A1的负输入端和输出端之间接电阻R7，运算放大器A2的负输入端和输出端之间接R8，运算放大器A1的输出端与运算放大器A3的负输入端之间接电阻R3，运算放大器A2的输出端与运算放大器A3的正输入端之间接电阻R4，运算放大器A2的输出端通过电阻R6接地，运算放大器A3的负输入端和输出端之间接电阻R5。

优选的，电路还包括电阻R9，运算放大器A1的负输入端和运算放大器A2的负输入端之间接电阻R9。

优选的，电路还包括两个场效应管，所述场效应管一个接在电阻R1和运算放大器A1的正输入端之间，另一个接在电阻R2和运算放大器A2的正输入端之间。

优选的，采样电阻为0.1％精密电阻。