[发明专利]数字化非线性模拟前端测量电路

说明书

技术领域

本发明涉及非线性测量技术领域，特别是涉及数字化非线性模拟前端测量电路。

背景技术

线性的电量指的是输入的电流或者电压为连续的、线性的量值，而非线性的电量指的是输入的电流或者电压的量值是非线性的或动态变化的。目前在电流或者电压的测量对于突变的或大量程的非线性工况无法做到准确的测量。

此外，对于非线性电量的测量，传统的测量的采样是以线性波形的一个或多个周期作为量程调整的控制周期，由于非线性的波形在一个周期内可能是动态变化的，因此，传统的测量电路无法准确地对电流或者电压进行测量。

发明内容

基于此，有必要针对性地提供一种数字化非线性模拟前端测量电路。

一种数字化非线性模拟前端测量电路，包括：多个信号取样电路、多个信号调理电路、量程选择单元、驱动电路、模数转换单元和电气隔离单元；

所述量程选择单元包括多个电子开关，每一所述信号取样电路通过一所述信号调理电路与一所述电子开关的第一端连接，所述电子开关的第二端通过所述驱动电路与所述模数转换单元的输入端连接，所述电子开关的控制端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接。

进一步地，所述驱动电路的第一输入端分别与各所述电子开关的第二端连接，所述驱动电路的第二输入端通过电阻接地。

进一步地，所述驱动电路的第一输出端和第二输出端分别与所述模数转换单元的两个输入端连接。

4、根据权利要求1所述的数字化非线性模拟前端测量电路，其特征在于，所述电子开关为SPST模拟开关。

进一步地，每一所述信号取样电路连接一取样电阻。

进一步地，各所述取样电阻的阻值相异。

本发明的有益效果是：工作时，控制多个电子开关中的其中一个导通，只允许该电子开关对应的一路信号取样电路取样的电流信号或者电压信号通过，该电流信号或者电压信号依次通过信号调理电路、驱动电路和模数转换单元转换成数字信号后经电气隔离输出至外部控制系统。当测量的信号的值在测量范围内时，保持当前的电子开关导通，继续测量；在当前测量的信号值不在测量范围内时，关闭当前的电子开关，通过外部控制系统的一内部算法控制开启另一量程对应的电子开关导通，从而实现了对量程的不断的快速调整，能够适应非线性波形的测量，使得对电流或者电压的测量更为准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1一实施例的数字化非线性模拟前端测量电路的原理框图；

图2为一实施例的应用于电流采样的数字化非线性模拟前端测量电路的电路原理图；

图3为一实施例的应用于电压采样的数字化非线性模拟前端测量电路的电路原理图；

图4为外部控制系统对数字化非线性模拟前端测量电路的控制流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

应该理解的是，数字化非线性模拟前端测量电路既可对电流信号进行测量，也可对电压信号进行测量。

如图1所示，在一个实施例中，一种数字化非线性模拟前端测量电路，包括：多个信号取样电路、多个信号调理电路、量程选择单元、驱动电路、模数转换单元和电气隔离单元；所述量程选择单元包括多个电子开关，每一所述信号取样电路通过一所述信号调理电路与一所述电子开关的第一端连接，所述电子开关的第二端通过所述驱动电路与所述模数转换单元的输入端连接，所述电子开关的控制端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端用于通过所述电器隔离单元与外部控制系统连接。

具体地，所述电子开关的控制端用于经电气隔离后与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端用于经电气隔离与外部控制系统连接。或者说，所述电子开关的控制端用于通过所述电气隔离单元与外部控制系统连接，所述模数转换单元的数字接口信号端用于通过所述电气隔离单元与外部控制系统连接。