一种低电流测量电路制造技术

本实用新型专利技术涉及低电流测量电路。包括三极管电流检测电路、减法器电路、窗口比较器电路；减法器电路中运算放大器A1的同相输入端、反相输入端分别通过电阻R4、R5接可变电阻Rtrans的端口1、端口2，同时减法器电路的输出端接窗口比较器电路输入端，待测电路U接于可变电阻Rtrans与电阻R3之间。待测电流I1等于流经电阻R3的电流I3与流经可变电阻Rtrans的电流I2之差，当调节可变电阻Rtrans的阻值使发光二极管LED1和LED2点亮时，窗口比较器的预设电压值即视为电路可变电阻Rtrans两端的压降，由此只需读出该情况下可变电阻Rtrans的阻值即可计算得到待测电路U的输出电流。得到待测电路U的输出电流。得到待测电路U的输出电流。

【技术实现步骤摘要】
一种低电流测量电路


[0001]本技术涉及一种低电流测量电路，属于电力电子


技术介绍

[0002]随着芯片制造工艺以及材料技术的发展，其内部电路和元件所产生的电流微乎其微，要测量十分困难，这对于前期测试和后期维修来说都有所不利，对测量设备的要求也十分严苛。
[0003]测量小电流有两种基本技术：分流法和反馈安培计法。本技术在传统分流法的基础上进行改进，在实际条件下，学生实验用的万用表无法测量微小电流加之传统测量方案对于低电流模块的输出电流大小的测量存在困难；同时，现有实验室中用于检测低电流的仪器大多比较精贵，无法满足大规模实验教学的需求。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种低电流测量电路，以解决现有技术在低电流测量困难的问题。
[0005]为解决上述问题，本技术提供一种低电流测量电路，包括三极管电流检测电路1、减法器电路2、窗口比较器电路3。当所述三极管电流检测电路1正常运行时，发光二极管LED1点亮；所述减法器电路2中的运算放大器A1的同相输入端通过电阻R4接于三极管电流检测电路1的可变电阻Rtrans的端口1，反相输入端通过电阻R5接于可变电阻Rtrans的端口2，从而得到可变电阻Rtrans 两端放大后的压降；减法器电路2的输出端接入窗口比较器电路3的输入端，窗口比较器电路3的输出端通过发光二极管LED2接地；所述窗口比较器电路3将减法器所得到的可变电阻Rtrans两端放大后的压降与预设的压降范围进行比较，当可变电阻Rtrans两端放大后的压降在预设的压降范围内时点亮发光二极管 LED2。
[0006]所述三极管电流检测电路1包括电阻R1、R2、R3、发光二极管LED1、NPN 三极管Q1、可变电阻Rtrans；电阻R1的一端接电压源VCC1，另一端接发光二极管LED1的正极；发光二极管LED1负极接NPN三极管Q1的集电极；三极管 Q1的基级接可变电阻Rtrans的端口1，射极接电阻R3的一端与地；电阻R3的另一端接可变电阻Rtrans的端口2；电阻R2的一端接电压源VCC1，另一端接可变电阻Rtrans的端口1。
[0007]所述减法器电路2包括运算放大器A1、电阻R4、R5、R6；电阻R4的一端接可变电阻Rtrans的端口1，另一端接运算放大器A1的同相端；电阻R5的一端接可变电阻Rtrans的端口2，另一端接运算放大器A1的反相端；运算放大器A1 的输出端接窗口比较器电路3的输入端；电阻R6的一端接运算放大器A1的反相端，另一端接运算放大器A1的输出端；其中电阻R4阻值等于电阻R5，电阻R6 决定减法器电路(2)输出的放大倍数。
[0008]所述窗口比较器电路3包括运算放大器A2、A3、电阻R7、R8、R9、R10、发光二极管LED2、电压源VCC2；电阻R7的一端接VCC2，另一端与电阻R8的一端相连，电阻R7与电阻R8中间为参考电压UTH，参考电压UTH接入运算放大器A2 同相端，电阻R8的另一端与电阻R9的一
端相连，电阻R9的另一端接地，电阻 R8与电阻R9中间为参考电压ULH，参考电压ULH接入运算放大器A3反相端；运算放大器A2的反相端和运算放大器A3的同相端相连后接入与减法器电路2的输出端；运算放大器A2的输出端与运算放大器A3的输出端相连构成窗口比较器电路3的输出端后通过电阻R10接VCC1；发光二极管LED2的正极接窗口比较器电路3的输出端，负极接地。
[0009]利用基尔霍夫电流定律将待测电流I1转化为两个较大电流的差值即流经电阻R3的总电流I3和流经可变电阻Rtrans的电流I2，同时利用三极管基级和发射级之间的稳压特性，只需求得电阻R3或可变电阻Rtrans两者任意一者两端的压降即可计算得到待测电路U的输出电流。
[0010]具体的，首先利用基尔霍夫电流定律将待测电路U输出的低电流转化为相对较大的两个电流的差，而后利用三极管基级和发射级之间存在稳压的特性；再利用基尔霍夫电压定律得到三极管基级、发射级之间的压差、电阻R3两端的压差、可变电阻Rtrans两端的压差之和为零，这使得只需要读取上述任意一路压降即可得到三极管基级与发射级、电阻R3、可变电阻Rtrans所构成的闭合回路中的各点的电压关系。利用窗口比较器电路3提供一个电压预设值，通过不断调节可变电阻Rtrans的大小来调节可变电阻Rtrans两端的压差，当可变电阻Rtrans 两端的压差恰好调节至预设压降范围时，窗口比较器电路3输出一电信号点亮具有指示作用灯的发光二极管LED2。
[0011]本技术的一种基于上述低电流测量电路的测量过程包括：
[0012]1、电路供电，所述窗口比较器电路3预设一个初始的小电压窗口，即UTH、 ULH；
[0013]2、接入待测电路U；
[0014]3、调节可变电阻Rtrans的电阻大小，直至三级管电流检测电路1的发光二极管LED1和窗口比较器电路3的发光二极管LED2正好点亮，此时所述减法器放大电路2输出端的电压处于所述窗口比较器预设电压窗口内；
[0015]4、根据可变电阻Rtrans的总阻值及可变电阻Rtrans的两端电压计算出I2，其中可变电阻Rtrans的两端电压可由减法器电路2输出端电压除以放大倍数得到。由NPN三极管Q1基级与发射极之间具有稳压的特性，根据三极管基级与发射极之间的压差和可变电阻Rtrans的两端电压，计算出电阻R3两端的电压，计算出I3。再根据基尔霍夫电流定律，待测电路U输出电流I1即为流经电阻R3 的电流I3减去流经可变电阻Rtrans的电流I2。
[0016]本技术的有益效果是：该低电流测量电路分散了电流的测量点，使待测电路U中的低电流测量成为可能，且测量方法简单，显著降低了低电流测量电路的操作难度。
附图说明
[0017]下面结合附图对本技术作进一步说明：
[0018]图1为本技术实施一提供的低电流测量电路的结构示意图；
[0019]在图1中，待测电路U；电阻R1；电阻R2；电阻R3；电阻R4；电阻R5；电阻R6；电阻R7；电阻R8；电阻R9；电阻R10；可变电阻Rtrans；发光二极管 LED1；发光二极管LED2；电压源VCC1；电压源VCC2；待测电流I1；流经可变电阻Rtrans的电流I2；总电流I3。具体实施方式
[0020]以下结合附图和具体实例对本技术提出一种低电流测量电路作进一步详细
说明。根据下面的说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是附图均采用非常简化的形式且均使用非精确的比例仅用以方便、清晰地辅助说明本技术实施例的目的
实施例一
[0021]请参考图1。图1为本技术实施例提供的低电流测量电路的结构示意图。
[0022]如图1所示，本技术实施例一提供一种低电流测量电路，其包括电压源 VCC1、电压源VCC2、三极管电流检测电路1、减法器电路2、窗口比较器电路3；所述三极管电流检测电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低电流测量电路，其特征在于：包括三极管电流检测电路(1)、减法器电路(2)、窗口比较器电路(3)；减法器电路(2)中的运算放大器A1的同相输入端接在三极管电流检测电路(1)可变电阻Rtrans的第一端口，反相输入端接在三极管电流检测电路(1)可变电阻Rtrans的第二端口，减法器电路(2)的输出端接入窗口比较器电路(3)的输入端，窗口比较器电路(3)的输出端通过发光二极管LED2接地。2.根据权利要求1所述的低电流测量电路，其特征在于：所述三极管电流检测电路(1)包括电阻R1、R2、R3、发光二极管LED1、NPN三极管Q1、可变电阻Rtrans；电阻R1的一端接电压源VCC1，另一端接发光二极管LED1的正极；发光二极管LED1负极接NPN三极管Q1的集电极；三极管Q1的基级接可变电阻Rtrans的第一端口，发射极接电阻R3的一端与地，电阻R3的另一端接可变电阻Rtrans的第二端口；电阻R2的一端接电压源VCC1，另一端接可变电阻Rtrans的第一端口。3.根据权利要求1所述的低电流测量电路，其特征在于：所述减法器电路(2)包括运算放大器A1、电阻R4、R5、R6；电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭诗援，薛晓军，李恒，董凌，赵磊，张国银，赵忠伟，杨文澳，母德浪，沈宗凯，杨宏，杨馗松，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：