[发明专利]一种高精密交流电流测试装置及方法

权利要求书

1.一种高精密交流电流测试装置，其特征是，包括：

I/V转换电路及模数转换电路，所述I/V转换电路包括依次连接的双级互感器、采样电路、低噪声小信号放大器及高精度跟随器；

所述双级互感器将被检电流转换成小电流；

所述采样电路将小电流经过不同量程采样处理转换为可被模数转换电路测量的电压；电压经过低噪声小信号放大器和高精度跟随器后传输至模数转换电路进行数据采集；

所述采样电路，为其他电路提供精确而稳定的参考电压，包括相连接的温度补偿晶体管及温度传感晶体管，分别作温度补偿控制及加热器控制；

温度补偿晶体管连接至温度补偿部分电路，温度发生变化时，温度补偿晶体管的基-射结压降同时发生变化，导致基极电流变化，并进而使集电极电流产生相应变化，而在集电极负载电阻R1上表现出来，导致运放A2输入电压差发生变化，通过输出调整输入到齐纳管D1的工作电流，从而使取样电阻R2的电压发生变化，促使温度补偿晶体管的保持在一定的值上；

环境温度发生变化时，因为分压器通过的电流足够大，所以温度传感晶体管Q2结压降的变化只能使基极电流发生变化并促使运放A1发生动作，运放A1通过驱动三极管加热电阻来增加热量或减少热量；若温度此时是升高的，则温度传感晶体管Q2结压降下降，基极电流增大，集电极电位下降，运放A1输出下降，加热电阻电流减少，反之则反向变化升高温度。

2.如权利要求1所述的一种高精密交流电流测试装置，其特征是，所述双级互感器采用双级电流互感器，第一级互感器由铁心I，一次线圈和二次线圈组成，第二级互感器由铁心II、一次线圈、二次线圈和补偿线圈三个线圈组成，一次线圈和二次线圈分别进行串联，补偿线圈与二次线圈并联。

3.如权利要求1所述的一种高精密交流电流测试装置，其特征是，对于温度补偿晶体管及温度传感晶体管，两个晶体管的发射极是在内部连接在一起且射-基结均位于同一硅片上。

4.如权利要求1所述的一种高精密交流电流测试装置，其特征是，所述低噪声小信号放大器采用二阶巴特沃斯低通滤波器对采样的模拟信号进行信号调理，调理后的信号为差分信号。

5.如权利要求4所述的一种高精密交流电流测试装置，其特征是，经过调理后的信号，输入到ADC采集芯片，通过高精度的采集换算，获得信号的数字化量值。

6.一种高精密交流电流测试方法，其特征是，包括：

被检电流经过双级互感器转换成小电流再经过不同量程的采样电路转换为可被ADC测量的电压；

电压经过低噪声小信号放大器和高精度跟随器后传输至ADC获得信号的数字化量值；

再通过隔离芯片传送至FPGA进行算法处理，最终获得精准的电压电流测量值；

经过不同量程的采样电路转换为可被ADC测量的电压时，采样电路为其他电路提供精确而稳定的参考电压，对采样电路分别进行加热器控制及温度补偿控制；

温度补偿晶体管连接至温度补偿部分电路，温度发生变化时，温度补偿晶体管的基-射结压降同时发生变化，导致基极电流变化，并进而使集电极电流产生相应变化，而在集电极负载电阻R1上表现出来，导致运放A2输入电压差发生变化，通过输出调整输入到齐纳管D1的工作电流，从而使取样电阻R2的电压发生变化，促使温度补偿晶体管的保持在一定的值上；

环境温度发生变化时，因为分压器通过的电流足够大，所以温度传感晶体管Q2结压降的变化只能使基极电流发生变化并促使运放A1发生动作，运放A1通过驱动三极管加热电阻来增加热量或减少热量；若温度此时是升高的，则温度传感晶体管Q2结压降下降，基极电流增大，集电极电位下降，运放A1输出下降，加热电阻电流减少，反之则反向变化升高温度。