[发明专利]微弱电流测量的装置和系统

说明书

本发明提供了一种微弱电流测量的装置和系统，涉及电流测量的技术领域，该装置包括主控器，以及与主控器依次连接的量程切换电路和扩展多路输入电路；其中，扩展多路输入电路包括多个输入通道，量程切换电路包括多个电阻档位通道和多个电阻值不同的采样电阻，每个电阻档位通道与对应的采样电阻相连接；本申请能够利用量程切换电路进行自动切换量程，通过扩展多路输入电路可以进行多路电路的扩展，同时本申请提供的装置将多个电路集成于一起做成一个专门多通道采集微弱电流的装置，实现模块化，减小体积。

技术领域

本发明涉及电流测量领域，尤其是涉及一种微弱电流测量的装置和系统。

背景技术

微弱电流测量广泛的应用现代工业的多个领域，微弱电流是一种典型的微弱信号，微弱电流通常小于10-6A，且通常呈现高动态范围特性。目前主流的微弱电流测量方式有I/V变换测量方法，利用阻值较高的精密电阻作为采样电阻将微弱电流转换成可以被检测到的电压，被测电流一般到达nA、uA级别。这种测量方法也应用于万用表等用于测量电路中的微弱电流的仪器。

但是，万用表或与万用表相似的电路都需要测量前预估电流级别去选定测量量程或电路上选定采样电阻。现有的微弱电流测量的装置通常存在需要提前评估被测电路的电流级别、当存在多个测量电路或传感器时，需要手动切换量程，不便于用户的测量使用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种微弱电流测量的装置和系统，能够自动切换量程进行微弱电路的测量，提高了用户的使用体验。

第一方面，本发明实施例提供了一种微弱电流测量的装置，其中，该装置包括主控器，以及与主控器依次连接的量程切换电路和扩展多路输入电路；其中，扩展多路输入电路包括多个输入通道，量程切换电路包括多个电阻档位通道和多个电阻值不同的采样电阻，每个电阻档位通道与对应的采样电阻相连接；主控器用于接收测量指令，向扩展多路输入电路发送测量指令对应的通道选通信号，以触发扩展多路输入电路选取与通道选通信号对应的目标输入通道，以将该目标输入通道对应的电流输入电路的电流信号输入至量程切换电路；主控器还用于向量程切换电路发送量程切换信号，以触发量程切换电路切换与量程切换信号对应的目标电阻档位通道，以使电流信号经目标电阻档位通道所对应的目标采样电阻产生电压信号，并将电压信号通过目标电阻档位通道输入至主控器；主控器还用于接收处理后的电压信号，基于电压信号和目标电阻档位通道上的目标采样电阻对电流信号进行测量。

上述扩展多路输入电路还包括多个滤波电路，每个输入通道与对应滤波电路相连接，每个滤波电路与对应的电流输入电路连接；滤波电路用于对电流信号进行滤波处理，并将滤波处理后的电流信号通过目标输入通道输入至量程切换电路。

上述扩展多路输入电路还包括第一多路模拟复用开关，第一多路模拟复用开关包括第一输出端和多个第一输入端，每个滤波电路与对应的第一输入端对应连接，第一输出端与量程切换电路连接，每个第一输入端与第一输出端构成对应的输入通道。

上述量程切换电路包括第二多路模拟复用开关和多个采样电阻，第二多路模拟复用开关包括第二输出端和多个第二输入端，每个采样电阻与对应的第二输入端对应连接，主控器和多个滤波电路均与第二输出端连接，主控器和第一输出端还与多个滤波电路构成的公共点连接，每个第二输入端与第二输出端构成对应的电阻档位通道。

上述装置还包括与主控器和量程切换电路均连接的处理电路；该处理电路用于接收电压信号，对电压信号进行处理，并将处理后的电压信息发送至主控器。

上述处理电路包括依次连接的模数转换电路和放大电路；其中，模数转换电路与主控器连接，放大电路的正端与公共点连接，放大电路的负端与第二输出端连接；放大电路用于接收电压信号，对电压信号进行放大处理，并将放大处理后的电压信号发送至模数转换电路；模数转换电路用于接收放大处理后的电压信号，将电压信号转换成数字电压信号，并将数字电压信号发送至主控器。