具有增益自动调节和远程通信功能的电流检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种具有增益自动调节和远程通信功能的电流检测装置，包括：电流电路、自动增益调节电路、无线通信电路以及单片机电路。电流电路分别与自动增益调节电路、单片机电路相连，自动增益调节电路与单片机电路相连；电流电路用于检测接入设备的电流和电压信号；自动增益调节电路用于对所述电流电路输入电压信号进行增益调节并将电流数值信号进行放大后输送至单片机电路；单片机电路用于控制所述电流电路的通断，并将输入的电流方向信号、电流数值信号通过A/D转换后馈入无线通信电路。本发明专利技术实现了电流的自动检测，省却了精确采样、放大和调理等信号处理环节和相应硬件电路，降低了检测电路的成本，提高了测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子检测技术，具体地，涉及基于霍尔电流传感器的具有增益自动调节和远程通信功能的电流检测装置。
技术介绍
微特电机是一种小型的直流电机，在汽车后视镜、硬盘驱动器、VCD、DVD、MP3和MP4等装置中得到广泛应用。为提高产品的可靠性和质量，需要对采用的微特电机和完成装配之后的产品进行检测，尤其是检测电流大小和方向以确定电机工作状况和装配之后的产品质量。虽然可使用万用表电流档测量电流大小和方向或使用电压档测量电路中采样电阻两端的相对电压差后人工判断电流方向和大小，但无法实现电流方向和大小的自动检测。为实现电流大小和方向的自动测量，BurnBrown、Maxim、Interil、Microchip和Linear等公司生产了大量高侧电流检测芯片。除价格高和市场不易采购外，这些芯片还具有一般采用SMT封装形式不便于更换和V端需特定工作电压的缺点，限制了高侧电流检测芯片的应用。Infineon、Melexis、Honeywell、Allegro和NEC-Tokin等公司生产了大量气隙式霍尔电流传感器，但这些传感器一般都用于100A以上大电流的检测，不适用于<100mA的小电流的检测，也无法用于采用微特电机产品的电流检测和质量检验。经对现有技术的文献检索发现，万洲电气集团有限公司的名称为：“一种低压软起动器的自动增益调节电流检测电路”，申请号为：201120268941.5的技术专利中使用自动增益调节电流检测电路实现了低压软起动器，这属于低压软起动装置
，主要用于低压固态软起动装置自动增益调节电流的检测。与本专利技术属于不同的
，不具有电路自动打开功能和远程通信功能。王少伟在《计算机与网络》(2009年第4期第609-610页)上发表的“在线电流检测无线报警系统的设计”使用集成运放设计了电流比较电路，通过无线通信技术实现了与主机的通信。此设计主要用于国家电网高压输变电线路的故障检测。与本专利技术属于不同的
，不具有电路自动打开功能和电流自动增益调节功能。本专利技术提供一种基于霍尔电流传感器的电流检测装置，具有增益自动调节功能、适合小电流的高精度测量；具有无线通信功能及电路自动打开功能，便于作为无线传感节点接入物联网。适合用于小电流的汽车后视镜和微特电机等自动检测装置。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种具有增益自动调节和远程通信功能的电流检测装置。根据本专利技术提供的具有增益自动调节和远程通信功能的电流检测装置，包括：电流电路、自动增益调节电路、无线通信电路以及单片机电路，所述电流电路分别与自动增益调节电路、单片机电路相连，所述自动增益调节电路与单片机电路相连，所述单片机电路与无线通信电路相连并能够实现远程通信及智能节点功能；-所述电流电路，用于检测接入设备的电流和电压信号，其中，将检测到的电流方向信号输送至单片机电路，将检测到的电压信号输送至自动增益调节电路；-所述自动增益调节电路，用于对所述电流电路输入电压信号进行增益调节，并将其中代表电流数值大小的信号进行放大后输送至单片机电路；-所述单片机电路，用于控制所述电流电路的通断，并将电流电路、自动增益调节电路输入的电流方向信号、电流数值信号通过A/D转换后进行编码，得到编码信号，将该编码信号馈入无线通信电路；-所述无线通信电路，用于将单片机电路的编码信号发送至远程主控计算机，实现物联网智能节点功能。优选地，所述电流电路包括：接头J1、接头J2、继电器K1、续流二极管V1、三极管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、霍尔电流传感器U1和比较器芯片U2；其中，接头J1的第一引脚P1、第一引脚P2连接至所述霍尔电流传感器U1的第一输入引脚IN1，所述霍尔电流传感器U1的第二输入引脚IN2连接至继电器K1的COM引脚，所述霍尔电流传感器U1的引脚GND接地，所述霍尔电流传感器U1的引脚VCC连接电源VCC，且所述霍尔电流传感器U1的引脚VCC还通过电容C1连接至所述霍尔电流传感器U1的引脚GND，所述霍尔电流传感器U1的输出引脚OUT连接至所述自动增益调节电路，所述霍尔电流传感器U1的输出引脚OUT1、引脚OUT2分别连接至单片机电路；所述续流二极管V1的负极连接至电源VCC、继电器K1的第二线圈端口L2，所述续流二极管V1的正极连接至所述继电器K1的第一线圈端口L1和三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极通过电阻R1连接至比较器芯片U2的输出引脚OUT，所述三极管Q1的基极还连接电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接至单片机电路；所述继电器K1的NO端口连接至接头J2的第一引脚P1及第一引脚P2；所述比较器芯片U2的正输入引脚IN+连接至所述继电器K1的NO端口，所述比较器芯片U2的负输入引脚IN-、引脚VSS、引脚GND均接地，所述比较器芯片U2的引脚VDD连接至电源VCC并通过电容C2接地，所述比较器芯片U2的输出引脚OUT通过电阻R3连接至电源VCC。优选地，所述自动增益调节电路包括：电容C3、电容C4、电容C5、电阻R4、电阻R5、电阻R6、高精度集成运放U3和数字电位器U4，其中电阻R4的一端连接至电流电路中的所述霍尔电流传感器U1的输出引脚OUT，所述电阻R4的另一端连接至所述高精度集成运放U3的正输入引脚IN+，所述高精度集成运放U3的负输入引脚IN-连接至数字电位器U4的引脚H，所述数字电位器U4的引脚W连接至所述高精度集成运放U3的输出引脚OA，所述数字电位器U4的引脚VDD连接至电源VCC并通过电容C4接地；所述高精度集成运放U3的正电压引脚V+连接至电源VCC并通过电容C3接地，所述高精度集成运放U3的负电压引脚V-接地；所述高精度集成运放U3的输出引脚OA连接至电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接至单片机电路并通过电容C5接地，所述数字电位器U4的引脚GND接地，所述数字电位器U4的CS引脚、UD引脚连接至单片机电路。优选地，所述无线通信电路包括：电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、无线射频芯片U5、电阻R8和晶振X1，其中，所述无线射频芯片U5的引脚SDI、引脚SCK、引脚SS、引脚IRQ、引脚FSK均连接至单片机电路，所述无线射频芯片U5的引脚VSS接地，所述无线射频芯片U5的引脚VDD连接至电源VCC并通过电容C6接地；所述无线射频芯片U5的引脚MOD连接至电阻R8的一端，所述电阻R8的另一端连接至电源VCC并通过电容C7接地；所述无线射频芯片U5的引脚RFP连接至电源VCC并通过电容C8接地，所述无线射频芯片U5的引脚RFN连接至电源VCC并通过电容C9接地，所述无线射频芯片U5的引脚XTL通过晶振X1接地。优选地，单片机电路包括：单片机U6和电容C11，其中，所述单片机U6的引脚VDD连接至电源VCC并通过电容C11接地，所述单片机U6的引脚IRQ连接至无线通信电路中的无线射频芯片U5的引脚IRQ，所述单片机U6的引脚SCL连接至无线通信电路中的无线射频芯片U5的引脚FSK，所述单片机U6的引脚SS连接至无线通信电路中的无线射频芯片U5的引脚SS，单片机U6的引脚MOSI连接至无线通信电路中的无线射频芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有增益自动调节和远程通信功能的电流检测装置，其特征在于，包括：电流电路、自动增益调节电路、无线通信电路以及单片机电路，所述电流电路分别与自动增益调节电路、单片机电路相连，所述自动增益调节电路与单片机电路相连，所述单片机电路与无线通信电路相连并能够实现远程通信及智能节点功能；‑所述电流电路，用于检测接入设备的电流和电压信号，其中，将检测到的电流方向信号输送至单片机电路，将检测到的电压信号输送至自动增益调节电路；‑所述自动增益调节电路，用于对所述电流电路输入电压信号进行增益调节，并将代表电流数值大小的信号进行放大后输送至单片机电路；‑所述单片机电路，用于控制所述电流电路的通断，并将电流电路、自动增益调节电路输入的电流方向信号、电流数值信号通过A/D转换后进行编码，得到编码信号，将该编码信号馈入无线通信电路；‑所述无线通信电路，用于将单片机电路的编码信号发送至远程主控计算机，实现物联网智能节点功能。

【技术特征摘要】
1.一种具有增益自动调节和远程通信功能的电流检测装置，其特征在于，包括：电流电路、自动增益调节电路、无线通信电路以及单片机电路，所述电流电路分别与自动增益调节电路、单片机电路相连，所述自动增益调节电路与单片机电路相连，所述单片机电路与无线通信电路相连并能够实现远程通信及智能节点功能；-所述电流电路，用于检测接入设备的电流和电压信号，其中，将检测到的电流方向信号输送至单片机电路，将检测到的电压信号输送至自动增益调节电路；-所述自动增益调节电路，用于对所述电流电路输入电压信号进行增益调节，并将代表电流数值大小的信号进行放大后输送至单片机电路；-所述单片机电路，用于控制所述电流电路的通断，并将电流电路、自动增益调节电路输入的电流方向信号、电流数值信号通过A/D转换后进行编码，得到编码信号，将该编码信号馈入无线通信电路；-所述无线通信电路，用于将单片机电路的编码信号发送至远程主控计算机，实现物联网智能节点功能。2.根据权利要求1所述的具有增益自动调节和远程通信功能的电流检测装置，其特征在于，所述电流电路包括：接头J1、接头J2、继电器K1、续流二极管V1、三极管Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、霍尔电流传感器U1和比较器芯片U2；其中，接头J1的第一引脚P1、第一引脚P2连接至所述霍尔电流传感器U1的第一输入引脚IN1，所述霍尔电流传感器U1的第二输入引脚IN2连接至继电器K1的COM引脚，所述霍尔电流传感器U1的引脚GND接地，所述霍尔电流传感器U1的引脚VCC连接电源VCC，且所述霍尔电流传感器U1的引脚VCC还通过电容C1连接至所述霍尔电流传感器U1的引脚GND，所述霍尔电流传感器U1的输出引脚OUT连接至所述自动增益调节电路，所述霍尔电流传感器U1的输出引脚OUT1、引脚OUT2分别连接至单片机电路；所述续流二极管V1的负极连接至电源VCC、继电器K1的第二线圈端口L2，所述续流二极管V1的正极连接至所述继电器K1的第一线圈端口L1和三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极通过电阻R1连接至比较器芯片U2的输出引脚OUT，所述三极管Q1的基极还连接电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接至单片机电路；所述继电器K1的NO端口连接至接头J2的第一引脚P1及第一引脚P2；所述比较器芯片U2的正输入引脚IN+连接至所述继电器K1的NO端口，所述比较器芯片U2的
\t负输入引脚IN-、引脚VSS、引脚GND均接地，所述比较器芯片U2的引脚VDD连接至电源VCC并通过电容C2接地，所述比较器芯片U2的输出引脚OUT通过电阻R3连接至电源VCC。3.根据权利要求2所述的具有增益自动调节和远程通信功能的电流检测装置，其特征在于，所述自动增益调节电路包括：电容C3、电容C4、电容C5、电阻R4、电阻R5、电阻R6、高精度集成运放U3和数字电位器U4，其中电阻R4的一端连接至电流电路中的所述霍尔电流传感器U1的输出引脚OUT，所述电阻R4的另一端连接至所述高精度集成运放U3的正输入引脚IN+，所述高精度集成运放U3的负输入引脚IN-连接至数字电位器U4的引脚H，所述数字电位器U4的引脚W连接至所述高精度集成运放U3的输出引脚OA，所述数字电位器U4的引脚VDD连接至电源VCC并通过电容C4接地；所述高精度集成运放U3的正电压引脚V+连接至电源VCC并通过电容C3接地，所述高精度集成...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋立博，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31