[实用新型]一种非接触式电流信号检测装置

说明书

本实用新型公开了一种非接触式电流信号检测装置，包括电源模块、环形电流检测线圈、低噪信号放大器模块、STM32模块、TFT显示模块、FPGA时钟源模块和输入模块；电源模块分别为低噪信号放大器模块、STM32模块、显示模块和FPGA时钟源模块供电；待检测电流的导线穿过环形电流检测线圈的中心，环形电流检测线圈输出端连接低噪信号放大器模块信号输入端，低噪信号放大器模块信号输出端接STM32模块信号输入端，STM32模块的视频信号输出接口连接显示模块，FPGA时钟源模块输出端与STM32模块的外部时钟输入端连接，所述STM32模块还与输入模块连接；该装置电流测量范围大，小电流测量精度高，可以精确测量小信号电流，抗干扰能力强，采用模块化方式实现、结构简单。

技术领域

本实用新型涉及电流检测技术领域，具体是一种非接触式电流信号检测装置。

背景技术

电流在自然界中十分普遍,人类在对电现象本质的探索中积累了测量电流的丰富经验。特别是对于直流电流的测量方法，但是对于交流电流的测量则相对于直流电流的方案和装置较少。运用电磁感应定律制作非接触式交流电流传检测仪器，即交变的电流会周期会产生交变的磁通，交变磁通在闭合的导体上会产生一个交变的电流，通过ADC采样即可得到电流的大小。

传统的交流电流检测装置有以下缺点:检测大电流时精度较为准确，测量100mA以下的电流时存在较大误差，特别测量到10mA级别电流甚至检测不出来，且容易受到周围电场影响，导致测量结果错误。测量电流范围小，小电流测量精度差一直是困扰有关技术人员的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测量电流范围大，小电流测量精度高，抗干扰能力强，采用模块化方式实现、结构简单的非接触式电流信号检测装置，可以精确测量小信号电流。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种非接触式电流信号检测装置，包括电源模块、环形电流检测线圈、低噪信号放大器模块、STM32模块、TFT显示模块、FPGA时钟源模块和输入模块；电源模块分别为低噪信号放大器模块、STM32模块、显示模块和FPGA时钟源模块供电；待检测电流的导线穿过环形电流检测线圈的中心，环形电流检测线圈输出端连接低噪信号放大器模块信号输入端，低噪信号放大器模块信号输出端接STM32模块信号输入端，STM32模块的视频信号输出接口连接显示模块，FPGA时钟源模块输出端与STM32模块的外部时钟输入端连接，所述STM32模块还与输入模块连接。

所述的环形电流检测线圈，是采用0.05mm漆包线于锰芯磁环上绕制而成的线圈，线圈输出端与负载电阻的一端连接，负载电阻另一端接地，负载电阻的阻值为30欧姆，线圈的输出端口为SMA接口。

所述的电源模块，是基于LM7805和LM7905的电源芯片，采用意法半导体公司LM7805和LM7905系列三端稳压电路，该电路由于内部电流的限制，以及过热保护和安全工作区的保护，使它基本不会损坏，能稳定输出+5V和-5V电压。

所述的低噪信号放大器模块，是基于芯片OPA2227的低噪信号放大器模块，采用TI公司的OPAX22X系列中OPA2227低噪高精度的仪器运算放大器，兼具低噪声、宽带宽和高精度等特性，是同时需要交流和精密直流性能应用的理想选择，OPA2227具有稳定的单位增益并具有高压摆率(2.3V/µs)和宽带宽(8MHz)。OPA2227针对5倍或更大的闭环增益进行了优化，并提供更高的速度以及10V/µs压摆率和33MHz带宽，该模块可以对信号进行降噪、放大、抬升。

所述的FPGA时钟源模块，是基于EP4CE22F17C6N芯片的FPGA模块，采用Altera公司的EP4CE22F17C6N为核心的2Khz时钟源，具有产生信号稳定、精确的特点，适合满足电流检测需求。