一种电流信号检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电流信号检测装置，包括用于获取待测电路电流的交流互感器，交流互感器连接电流补偿电路，电流补偿电路用于对获取的低频信号进行补偿，以得到稳定可测电流；电流补偿电路的信号输出端连接加偏置信号的运放电路，加偏置信号的运放电路用于将所述稳定可测电流进行偏置并放大，加偏置信号的运放电路的信号输出端连接有单片机，单片机的信号输出端连接有显示屏；本发明专利技术可以在不破坏原有现有的条件下进行电流检测，且不会降低检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种电流信号检测装置
本专利技术属于电流检测
，尤其涉及一种电流信号检测装置。
技术介绍
电流信号检测器是一种检测装置，它能感受到被测电流的信息，按照一定的规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。现有的电流信号检测器不仅应用范围较小，并且对使用和维护人员的要求比较高，不利于日常维护和检修。由此可见，上述现有的电流信号检测器。在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而且，现有电流测试仪在测量电流时，必须将测试仪与带检测线进行连接，必然会破坏原有的线路，进而影响原有线路的安全性和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电流信号检测装置，可以在不破坏原有现有的条件下进行电流检测，且不会降低检测精度。本专利技术采用以下技术方案：一种电流信号检测装置，包括用于获取待测电路电流的交流互感器，交流互感器连接电流补偿电路，电流补偿电路用于对获取的低频信号进行补偿，以得到稳定可测电流；电流补偿电路的信号输出端连接加偏置信号的运放电路，加偏置信号的运放电路用于将稳定可测电流进行偏置并放大，加偏置信号的运放电路的信号输出端连接有单片机，单片机的信号输出端连接有显示屏。进一步的，电流补偿电路包括运算放大器U1；运算放大器U1的第五引脚和第六引脚并联二极管D1、D2、电阻R9与交流互感器，且同时串联电阻R1；运算放大器U1的第六引脚和第七引脚并联电容C3和电阻R3，且同时串联电容C2；运算放大器U1的第八引脚接高电平VCC；运算放大器U1的第四引脚接低电平-VCC；运算放大器U1的第三引脚连接电阻R3和电容C3的并联接口、以及P5接口。进一步的，运算放大器U1采用TL072芯片；二极管D1、D2型号为1N4148；电阻R1、R3、R9的阻值分别为340Ω、1000Ω、100Ω；交流互感器为电感L1，电感L1由漆包线磁环绕制而成，所述磁环为锰锌磁环，所述磁环外径为22mm、内径为14mm、高为8mm，所述漆包线直径为0.21mm，绕制匝数为300匝；电容C2和C3分别为4.7uF、56pF。进一步的，加偏置信号的运放电路包括放大器LM339A；放大器LM339A的第二引脚和第四引脚并联电阻R6；放大器LM339A的第二引脚还连接接口P4的第一端角和第二端角，接口P4用于与单片机连接；放大器LM339A的第四引脚还串联电阻R5和电容C1后接在接口P3的第一端角上，接口P3用于与电流补偿电路连接；放大器LM339A的第五引脚接电阻R4和电阻R2的并联接口，电阻R4接地，电阻R2接电阻R10和滑动变阻器R11的并联接口，电阻R10另一端接高电平VCC，滑动变阻器R11的另一端接地。进一步的，放大器LM339A为LM339芯片的第一个运放单元；电阻R2、R4、R5、R6、R10和R11的阻值分别为4kΩ、10kΩ、4kΩ、10kΩ、300Ω、10kΩ；电容C1为200uF。进一步的，单片机的型号为STM32F429。进一步的，还包括标准信号发生单元，标准信号发生单元用于提供标准电流信号，以实现对电流信号检测装置的精度校验。进一步的，标准信号发生单元包括互相连接的信号发生器和功率放大器，信号发生器的型号为RIGOLDG4062，功率放大器选用ADA4870芯片。本专利技术的有益效果是：通过电流补偿运放电路的感应线圈获取待测电流小信号，经过加偏置信号的运放电路进行功率放大，再采集电压，保证了信号采集精度，通过A/D模块采样获得信号量，进而使用单片机实现对采集信号的处理，并将处理结果值在显示屏上显，显示波形并绘制频谱图。【附图说明】图1为本专利技术的原理连接框图；图2为本专利技术的功率放大电路原理图；图3为本专利技术的电流补偿运放电路原理图；图4为本专利技术的加偏置信号的运放电路原理图。图中：1、信号发生器；2、功率放大电路；3、电流补偿运放电路；4、加偏置信号的运放电路；5、单片机；6、显示屏。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术公开了一种电流信号检测装置，如图1所示，包括用于获取待测电路电流的交流互感器，该交流互感器是用磁环和漆包线绕制制得线圈，获得感应电流，交流互感器连接电流补偿电路3，电流补偿电路3用于对获取的低频信号进行补偿，以得到稳定可测电流。电流补偿电路3的信号输出端连接加偏置信号的运放电路4，加偏置信号的运放电路4用于将稳定可测电流进行偏置并放大，加偏置信号的运放电路4的信号输出端连接有单片机5，单片机5的信号输出端连接有显示屏6。如图3所示，电流补偿电路3包括运算放大器U1，运算放大器U1采用TL072芯片。该电路选用内部有两个运算放大器的TL072芯片，将感应电流信号通过电阻R9从第五引脚和第六引脚输入，为防止输入端意外短路，接入D1和D2作为保护，R3、C2、C3构成反馈网络，对低频信号进行补偿，改善低频特性。本专利技术通过交流互感器，获得感应电压，将感应电压给TL072组成流补偿运放电路3，从而得到一个相对稳定的可测电流，TL072芯片具有低功耗、宽共模和差模电压的范围、内部频率补偿、低输入偏置电流和失调电流的特性。运算放大器U1的第五引脚和第六引脚并联二极管D1、D2、电阻R9与交流互感器，交流互感器为电感L1由漆包线磁环绕制而成，磁环为锰锌磁环，磁环外径为22mm、内径为14mm、高为8mm，漆包线直径为0.21mm，绕制匝数为300匝。且运算放大器U1的第五引脚和第六引脚同时串联电阻R1；二极管D1、D2型号为1N4148，电阻R9为100Ω，电阻R1为340Ω。运算放大器U1的第六引脚和第七引脚并联电容C3和电阻R3，且同时串联电容C2，C3为56pF，C2为4.7uF，R3为1000Ω。运算放大器U1的第八引脚接高电平VCC；运算放大器U1的第四引脚接低电平-VCC；运算放大器U1的第三引脚连接电阻R3和电容C3的并联接口、以及P5接口。如图4所示，加偏置信号的运放电路4包括放大器LM339A；放大器LM339A为LM339芯片的第一个运放单元。放大器LM339A的第二引脚和第四引脚并联电阻R6，R6为10kΩ。放大器LM339A的第二引脚还连接接口P4(即排线P4)的第一端角和第二端角，接口P4用于与单片机5连接，单片机5的型号为STM32F429。放大器LM339A的第四引脚还串联电阻R5和电容C1后接在接口P3的第一端角上，接口P3用于与电流补偿电路3连接，R5为4kΩ，电容C1为200uF。放大器LM339A的第五引脚接电阻R4和电阻R2的并联接口，电阻R4接地，电阻R2接电阻R10和滑动变阻器R11的并联接口，电阻R10另一端接高电平VCC，滑动变阻器R11的另一端接地。R4为10kΩ，R2为4kΩ，电阻R10和R11的阻值分别为300Ω、10kΩ。在该加偏置信号的运放电路4中，为了便于检测，添加了放大电路，本实施例中电压放大倍数为具体可以根据应用情况进行设计方法的倍数，另外，由于后级STM32F429单片机只能检测0～3.3V电压，为便于检测，添加偏置电路，偏置量可调。本专利技术还包括标准信号发生单元，标准信号发生单元用于提供标准电流信号，以实现对电流信号检测装置的精度校验。通过标准信号发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流信号检测装置，其特征在于，包括用于获取待测电路电流的交流互感器，所述交流互感器连接电流补偿电路(3)，所述电流补偿电路(3)用于对获取的低频信号进行补偿，以得到稳定可测电流；所述电流补偿电路(3)的信号输出端连接加偏置信号的运放电路(4)，所述加偏置信号的运放电路(4)用于将所述稳定可测电流进行偏置并放大，所述加偏置信号的运放电路(4)的信号输出端连接有单片机(5)，所述单片机(5)的信号输出端连接有显示屏(6)。

【技术特征摘要】
1.一种电流信号检测装置，其特征在于，包括用于获取待测电路电流的交流互感器，所述交流互感器连接电流补偿电路(3)，所述电流补偿电路(3)用于对获取的低频信号进行补偿，以得到稳定可测电流；所述电流补偿电路(3)的信号输出端连接加偏置信号的运放电路(4)，所述加偏置信号的运放电路(4)用于将所述稳定可测电流进行偏置并放大，所述加偏置信号的运放电路(4)的信号输出端连接有单片机(5)，所述单片机(5)的信号输出端连接有显示屏(6)。2.如权利要求1所述的一种电流信号检测装置，其特征在于，所述电流补偿电路(3)包括运算放大器U1；所述运算放大器U1的第五引脚和第六引脚并联二极管D1、D2、电阻R9与交流互感器且同时串联电阻R1；所述运算放大器U1的第六引脚和第七引脚并联电容C3和电阻R3，且同时串联电容C2；所述运算放大器U1的第八引脚接高电平VCC；所述运算放大器U1的第四引脚接低电平-VCC；所述运算放大器U1的第三引脚连接电阻R3和电容C3的并联接口、以及P5接口。3.如权利要求2所述的一种电流信号检测装置，其特征在于，所述运算放大器U1采用TL072芯片；所述二极管D1、D2型号为1N4148；所述电阻R1、R3、R9的阻值分别为340Ω、1000Ω、100Ω；所述交流互感器为电感L1，所述电感L1由漆包线磁环绕制而成，所述磁环为锰锌磁环，所述磁环外径为22mm、内径为14mm、高为8mm，所述漆包线直径为0.21mm，绕制匝数为300匝；所述电容C2和C3分别为4.7uF、56pF。4.如权利要求2或3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳祎，马延军，纪康康，史柔月，宋沛沅，张烨，张剑，朱田野，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61