一种可调输出的电流实时监测系统的制作方法

1.本发明涉及电流监测技术领域，尤其涉及一种可调输出的电流实时监测系统。


背景技术：

2.电流监测系统广泛应用于电子产品的相关检测电路中，主要用于检测电路中或负载上的实时电流并进行相关处理，并在实时电流发生问题进行及时处理。
3.现有的电流测试系统一般使用电压源进行供电，并将电流测试装置串接在供电通路中实时显示电流数值，该测试方法使用的仪器较多，平台搭建不方便，且只能显示当前电流，无法统计负载整个工作过程中的功耗情况及电流变化趋势，并且需要进行定期校准。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种可调输出的电流实时监测系统，包括：
5.一上位机，所述上位机连接一电流测试模块并对所述电流测试模块进行供电；
6.一负载模块，所述负载模块连接所述电流测试模块；
7.所述电流测试模块包括：
8.一电压转换单元，分别连接一控制单元和一采样电阻，用于接收所述上位机输出的一直流电压并输出至所述采样电阻；
9.一电压采集单元，分别连接所述采样电阻和所述控制单元，用于采集所述采样电阻上的一实时电压并输出至所述控制单元；
10.所述控制单元采集所述直流电压并将所述直流电压与一设定值进行比较，当所述直流电压与所述设定值不同时，控制所述电压转换单元将所述直流电压调整至所述设定值，以及根据所述实时电压和预先测量得到的所述采样电阻的一采样阻值处理得到一实时电流并输出至所述上位机进行存储。
11.优选的，所述电流测试模块还包括一电流校准单元，连接所述采样电阻，所述电流校准单元根据一外部指令对所述实时电流进行校准。
12.优选的，所述电流校准单元包括多条校准电阻支路，各所述校准电阻支路上分别设有不同阻值的一校准电阻和一模拟开关，所述电流校准单元根据所述外部指令控制对应的所述模拟开关导通对应阻值的所述校准电阻支路以对所述实时电流进行校准。
13.优选的，所述采样电阻通过一选择开关分别连接所述负载模块和所述电流校准单元，所述电流测试模块控制所述选择开关连接所述负载模块或所述电流校准单元。
14.优选的，所述电压采集单元包括：
15.一感应放大器，用于采集所述采样电阻上的所述实时电压；
16.一第一运算放大器，连接所述感应放大器，用于根据预先设置的一第一倍率对所述实时电压进行放大并将放大后的第一电压输出至所述控制单元；
17.一第二运算放大器，连接所述感应放大器，用于根据预先设置的一第二倍率对所
述实时电压进行放大并将放大后的第二电压输出至所述控制单元。
18.优选的，所述第一运算放大器的所述第一倍率为320倍。
19.优选的，所述第二运算放大器的所述第二倍率为2倍。
20.优选的，所述控制单元包括：
21.一高速模数转换器，用于采集所述电压转换单元输出的所述直流电压；
22.一控制子单元，连接所述高速模数转换器，用于将所述直流电压与所述设定值进行比较，当所述直流电压小于所述设定值时，控制所述电压转换单元调节所述直流电压以增大至所述设定值；
23.当所述直流电压小于所述设定值时，控制所述电压转换单元调节所述直流电压以减小至所述设定值；
24.当所述直流电压等于所述电压设定值时，控制所述电压转换单元保持所述直流电压的数值输出至所述采样电阻；
25.一第一分析子单元，用于根据所述第一电压和所述采样阻值处理得到一第一电流并输出至所述上位机；
26.一第二分析子单元，用于根据所述第二电压和所述采样阻值处理得到一第二电流并输出至所述上位机。
27.优选的，所述上位机包括一绘图模块，用于持续接收所述第一电流和所述第二电流，并根据所述第一电流和所述第二电流分别处理得到对应的一实时曲线以分别显示第一电流和第二电流的变化趋势。
28.优选的，所述电压转换单元为dc-dc转换器。
29.上述技术方案具有如下优点或有益效果：本系统通过上位机直接进行供电，采集上位机输出的直流电压并通过dc-dc转换器将直流电压调节至设定值，通过采集第一电压和第二电压分别处理得到第一电流和第二电流并输出至上位机，使得能够计算得到的电流范围实现na级别到ma级别的覆盖，并根据第一电流和第二电流分别绘制电流变化曲线以实时查看电流变化趋势。
附图说明
30.图1为本发明的较佳的实施例中，本系统的结构原理图。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
32.本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种可调输出的电流监测系统，如图1所示，包括：
33.一上位机1，上位机1连接一电流测试模块2并对电流测试模块2进行供电；
34.一负载模块3，负载模块3连接电流测试模块2；
35.电流测试模块2包括：
36.一电压转换单元21，分别连接一控制单元22和一采样电阻23，用于接收上位机1输出的一直流电压并输出至采样电阻23；
37.一电压采集单元24，分别连接采样电阻23和控制单元22，用于采集采样电阻23上的一实时电压并输出至控制单元22；
38.控制单元22采集直流电压并将直流电压与一设定值进行比较，当直流电压与设定值不同时，控制电压转换单元21将直流电压调整至设定值，以及根据实时电压和预先测量得到的采样电阻23的一采样阻值处理得到一实时电流并输出至上位机1进行存储。
39.具体地，本实施例中，上位机1通过一数据接口连接电流测试模块2，数据接口采用usb接口，为了减小平台搭建的复杂度，本系统只需要通过usb数据线连接usb接口和电流测试模块2即可实现通过上位机1进行供电及通信。
40.本发明的较佳的实施例中，电流测试模块2还包括一电流校准单元25，连接采样电阻23，电流校准单元25根据一外部指令对实时电流进行校准。
41.本发明的较佳的实施例中，电流校准单元25包括多条校准电阻支路，各校准电阻支路上分别设有不同阻值的一校准电阻和一模拟开关，电流校准单元25根据外部指令控制对应的模拟开关导通对应阻值的校准电阻支路以对实时电流进行校准。
42.具体地，本实施例中，电流校准单元25包括四条校准电阻支路，每条校准电阻支路上设有不同阻值的高精度、低温漂电阻和模拟开关，电流校准单元25根据外部指令控制对应的模拟开关导通以使对应阻值的校准电阻支路和采样电阻23连接，从而得到对应档位的输出电流来校准通过采样电阻23两端的实时电压计算出的第一电流和第二电流。
43.本发明的较佳的实施例中，采样电阻23通过一选择开关26分别连接负载模块3和电流校准单元25，电流测试模块2控制选择开关26连接负载模块3或电流校准单元25。
44.具体地，本实施例中，选择开关26为单刀双掷开关。
45.本发明的较佳的实施例中，电压采集单元24包括：
46.一感应放大器241，用于采集采样电阻23上的实时电压；
47.一第一运算放大器242，连接感应放大器241，用于根据预先设置的一第一倍率对实时电压进行放大并将放大后的第一电压输出至控制单元22；
48.一第二运算放大器243，连接感应放大器241，用于根据预先设置的一第二倍率对实时电压进行放大并将放大后的第二电压输出至控制单元22。
49.具体地，本实施例中，感应放大器241采用的是精准、零漂移、高反应速度的电流检测放大器，放大倍数设置较低，从而保证采集到的实时电压的准确度和实时性。
50.具体地，本实施例中，感应放大器241采集得到的实时电压通过第一运算放大器242和第二运算放大器243放大后形成第一电压和第二电压并输出至控制单元22，从而保证能够计算的实时电流的范围达到na级别到ma级别的覆盖。
51.本发明的较佳的实施例中，第一运算放大器242的第一倍率为320倍。
52.本发明的较佳的实施例中，第二运算放大器243的第二倍率为2倍。
53.本发明的较佳的实施例中，控制单元22包括：
54.一高速模数转换器221，用于采集电压转换单元21输出的直流电压；
55.一控制子单元222，连接高速模数转换器221，用于将直流电压与设定值进行比较，当直流电压小于设定值时，控制电压转换单元21调节直流电压以增大至设定值；
56.当直流电压小于设定值时，控制电压转换单元21调节直流电压以减小至设定值；
57.当直流电压等于电压设定值时，控制电压转换单元21保持直流电压的数值输出至
采样电阻23；
58.一第一分析子单元223，用于根据第一电压和采样阻值处理得到一第一电流并输出至上位机1；
59.一第二分析子单元224，用于根据第二电压和采样阻值处理得到一第二电流并输出至上位机1。
60.具体地，本实施例中，通过高速模数转换器221采集直流电压，将直流电压的数值与设定值进行比较并通过数字电位器调节电压转换单元21输出的直流电压，从而保证电压转换单元21输出的直流电压的数值和设定值始终保持一致。
61.具体地，本实施例中，基于欧姆定律，根据第一电压和采样电阻23的采样阻值计算得到第一电流，根据第二电压和采样阻值计算得到第二电流，其中，采样阻值需要预先测量得到。
62.具体地，本实施例中，第一分析子单元223和第二分析子单元224处理得到第一电流和第二电流后通过数据接口立即上报到上位机1，从而减小数据传输延迟，保证第一电流和第二电流的实时性。
63.本发明的较佳的实施例中，上位机1包括一绘图模块11，用于持续接收第一电流和第二电流，并根据第一电流和第二电流分别处理得到对应的一实时曲线以分别显示第一电流和第二电流的变化趋势。
64.具体地，本实施例中，上位机1还可以根据接收到的第一电流和第二电流计算一段时间内负载模块3的功耗及对应的功耗变化趋势。
65.本发明的较佳的实施例中，电压转换单元21为dc-dc转换器。
66.具体地，本实施例中，使用数字电位器代替dc-dc转换器中的其中一个反馈电阻，从而达到提供不同电压的作用。
67.以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。