一种微电流测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是一种微电流测量装置，包括电源电路、I‑V转换电路、数据采集电路和数据处理终端；电源电路用于为I‑V转换电路和数据采集电路提供工作电压，I‑V转换电路用于将直流微电流转换为可测直流电压，数据采集电路用于采集I‑V转换电路输出的可测直流电压进行数模转换并采集电压数据，数据采集电路还用于将采集到的电压数据信号传递给数据处理终端，数据处理终端用于采集到的电压数据信号计算得到测量的微电流值。该种微电流测量电路通过I‑V转换电路将直流微电流转换为可测直流电压，通过数据采集电路将可测直流电压数模转换，单片机采集数字量后通过串口输至PC机，通过PC机处理可测电压值得到微电流的值。

【技术实现步骤摘要】
一种微电流测量装置
本技术是直流微电流测量
，具体的说是一种微电流测量装置。
技术介绍
随着现代电子技术和测量技术的不断发展,微电流的测量已经变得越来越重要。目前，许多测量都会将物理量通过传感器交换成微弱电流信号。在静电研究、材料测试、电力设备在线监测、光电互感器等应用与测试中都要测量极微弱电流。目前，微电流测量仪结构复杂、适用性差、维护困难。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种微电流测量装置，该种装置能够通过I-V转换电路将直流微电流转换为可测直流电压，通过数据采集电路将可测直流电压数模转换，STM32F103C8T6型单片机采集转换后的数字量，再通过RS232串口输至PC机，通过PC机处理可测量电压值得到微电流的值。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种微电流测量装置，其特征在于：包括电源电路、I-V转换电路、数据采集电路和数据处理终端；所述的电源电路用于为I-V转换电路和数据采集电路提供工作电压，所述的I-V转换电路用于将直流微电流转换为可测直流电压，所述的数据采集电路用于采集I-V转换电路输出的可测直流电压进行数模转换并采集电压数据，所述的数据采集电路还用于将采集到的电压数据信号传递给数据处理终端，所述的数据处理终端用于采集到的电压数据信号计算得到测量的微电流值。所述的I-V转换电路包括第一集成运放电路和第二集成运放电路，所述的第一集成运放电路的输出端与第二集成运放电路的输入端连接，所述的第一集成运放电路为负反馈放大电路，所述的第二集成运放电路为反向跟随器，所述的第一集成运放电路输入端用于采集待测微电流，所述的第一集成运放电路用于得到一个反向电压，所述的第二集成运放电路用于改变反向电压的电压方向并输出。所述的第一集成运放电路包括第一TCL2201芯片，所述的第二集成运放电路包括第二TCL2201芯片；所述的第一TCL2201芯片的IN-引脚与电阻R16一端连接，电阻R16另一端与待测微电流输入端连接，电阻R16另一端还与电阻R1一端连接，电阻R1另一端与第一TCL2201芯片的OUT引脚连接，电阻R16另一端还与电容C7一端连接，电容C7另一端与第一TCL2201芯片的OUT引脚连接，第一TCL2201芯片的IN+引脚接地，第一TCL2201芯片的正电源引脚与+5V电压连接，第一TCL2201芯片的正电源引脚与电容C8一端连接，电容C8另一端接地，第一TCL2201芯片的负电源引脚与-5V电压连接，第一TCL2201芯片的负电源引脚与电容C9一端连接，电容C9另一端接地，第一TCL2201芯片的OUT引脚与电阻R11一端连接，电阻R11另一端与第二TCL2201芯片的IN-引脚连接，第二TCL2201芯片的IN-引脚与电阻R12一端连接，电阻R12另一端与第二TCL2201芯片的OUT引脚连接，第二TCL2201芯片的IN+引脚与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与地连接；第二TCL2201芯片的正电源引脚与+5V电压连接，第二TCL2201芯片的正电源引脚与电容C15一端连接，电容C15另一端接地，第二TCL2201芯片的负电源引脚与-5V电压连接，第二TCL2201芯片的负电源引脚与电容C16一端连接，电容C16另一端接地，第二TCL2201芯片的OUT引脚与电阻R15一端连接，电阻R15另一端与数据采集电路的输入端连接。I-V转换电路还包括电源滤波电路和指示灯电路，所述的电源滤波电路包括电容C2、电容C3、电容C4、和电容C5，电容C2一端与+5V电压连接，电容C2另一端接地，电容C3一端与+5V电压连接，电容C3另一端接地；电容C4一端与-5V电压连接，电容C4另一端接地，电容C5一端与-5V电压连接，电容C5另一端接地；所述的指示灯电路包括LED灯D1和LED灯D2，所述的LED灯D1的正极与电阻R4一端连接，电阻R4另一端与+5V电压连接，LED灯D1的负极接地，所述的LED灯D2的正极与电阻R5一端连接，电阻R5另一端接地，LED灯D1的负极与-5V电压连接。所述的数据采集电路包括STM32F103C8T6型单片机和ADS1115型AD芯片，所述的ADS1115型AD芯片将采集到的电压信号数模转换后发送至STM32F103C8T6型单片机，所述的STM32F103C8T6型单片机通过RS232串口向PC机传输十进制电压值。ADS1115芯片的AN3引脚与插座J4的1号接口连接，ADS1115芯片的AN2引脚与插座J4的2号接口连接，ADS1115芯片的AN1引脚与插座J4的3号接口连接，ADS1115芯片的AN0引脚与插座J4的4号接口连接，所述的插座J4的4号接口与电阻R15另一端连接；ADS1115芯片的SCL线与STM32F103C8T6型单片机的PB14引脚连接，ADS1115芯片的SDA线与STM32F103C8T6型单片机的PB13引脚连接，STM32F103C8T6型单片机的PA9引脚与MAX232芯片的T1IN引脚连接，STM32F103C8T6型单片机的PA10引脚与MAX232芯片的R1OUT引脚连接，所述的MAX232芯片的输出端通过RS232串口与PC机连接。该种微电流测量装置能够产生的有益效果为：第一，I-V转换电路中采用硅栅技术来获得输入失调电压稳定性；第二，数据采集电路中的STM32F103C8T6型单片机可以直接通过串口向PC机传输十进制电压值；第三，本实验装置借助PC机进行数据分析处理、消除系统误差，得到测量精度较高的微电流值。附图说明图1为本技术一种微电流测量装置的结构原理图。图2为本技术一种微电流测量装置中I-V转换电路原理图。图3为本技术一种微电流测量装置数据采集电路中单片机电路的电路原理图。图4为本技术一种微电流测量装置数据采集电路中电源电路的电路原理图。图5为本技术一种微电流测量装置数据采集电路中AD转换电路的电路原理图。图6为本技术一种微电流测量装置数据采集电路中串口电路的电路原理图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本技术作进一步描述。本实施例以一种测量范围1nA～3.3uA的直流微电流的测量装置为具体实施例，详细描述本申请所述的一种微电流测量装置，如图1所示，包括电源电路、I-V转换电路、数据采集电路和数据处理终端；所述的电源电路用于为I-V转换电路和数据采集电路提供工作电压，所述的I-V转换电路用于将直流微电流转换为可测直流电压，所述的数据采集电路用于采集I-V转换电路输出的可测直流电压进行数模转换并采集电压数据，所述的数据采集电路还用于将采集到的电压数据信号传递给数据处理终端，所述的数据处理终端用于处理采集到的电压数据信号计算得到测量的微电流值。如图2所示，I-V转换电路包括第一集成运放电路和第二集成运放电路，所述的第一集成运放电路的输出端与第二集成运放电路的输入端连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微电流测量装置，其特征在于：包括电源电路、I-V转换电路、数据采集电路和数据处理终端；/n所述的电源电路用于为I-V转换电路和数据采集电路提供工作电压，所述的I-V转换电路用于将直流微电流转换为可测直流电压，所述的数据采集电路用于采集I-V转换电路输出的可测直流电压进行数模转换并采集电压数据，所述的数据采集电路还用于将采集到的电压数据信号传递给数据处理终端，所述的数据处理终端用于采集到的电压数据信号计算得到测量的微电流值。/n

【技术特征摘要】
1.一种微电流测量装置，其特征在于：包括电源电路、I-V转换电路、数据采集电路和数据处理终端；
所述的电源电路用于为I-V转换电路和数据采集电路提供工作电压，所述的I-V转换电路用于将直流微电流转换为可测直流电压，所述的数据采集电路用于采集I-V转换电路输出的可测直流电压进行数模转换并采集电压数据，所述的数据采集电路还用于将采集到的电压数据信号传递给数据处理终端，所述的数据处理终端用于采集到的电压数据信号计算得到测量的微电流值。


2.根据权利要求1所述的一种微电流测量装置，其特征在于：所述的I-V转换电路包括第一集成运放电路和第二集成运放电路，所述的第一集成运放电路的输出端与第二集成运放电路的输入端连接，所述的第一集成运放电路为负反馈放大电路，所述的第二集成运放电路为反向跟随器，所述的第一集成运放电路输入端用于采集待测微电流，所述的第一集成运放电路用于得到一个反向电压，所述的第二集成运放电路用于改变反向电压的电压方向并输出。


3.根据权利要求2所述的一种微电流测量装置，其特征在于：所述的第一集成运放电路包括第一TCL2201芯片，所述的第二集成运放电路包括第二TCL2201芯片；
所述的第一TCL2201芯片的IN-引脚与电阻R16一端连接，电阻R16另一端与待测微电流输入端连接，电阻R16另一端还与电阻R1一端连接，电阻R1另一端与第一TCL2201芯片的OUT引脚连接，电阻R16另一端还与电容C7一端连接，电容C7另一端与第一TCL2201芯片的OUT引脚连接，第一TCL2201芯片的IN+引脚接地，第一TCL2201芯片的正电源引脚与+5V电压连接，第一TCL2201芯片的正电源引脚与电容C8一端连接，电容C8另一端接地，第一TCL2201芯片的负电源引脚与-5V电压连接，第一TCL2201芯片的负电源引脚与电容C9一端连接，电容C9另一端接地，第一TCL2201芯片的OUT引脚与电阻R11一端连接，电阻R11另一端与第二TCL2201芯片的IN-引脚连接，第二TCL2201芯片的IN-引脚与电阻R12一端连接，电阻R12另一端与第二TCL2201芯片的OUT引脚连接，第二TCL2201芯片的IN+引脚与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端与地连接；第二TCL2201芯片的正电源引脚与+5V电压连接，第二TCL2201芯片的正电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欣，岳伟甲，黄旭海，周宇航，陇盛，陈逸峰，任中豪，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军炮兵防空兵学院，
类型：新型
国别省市：安徽;34