[发明专利]一种自适应宽量程电压信号测量系统及测量方法

说明书

本发明公开一种自适应宽量程电压信号测量系统及测量方法，涉及电压信号测量技术领域。所述测量系统包括：分压模块，包括由第一电阻组和第二电阻组组成的电阻矩阵，电阻矩阵对输入电压进行不同配比的分压，将所述分压输出到模数转换模块；数模转换模块，用于提供不同检测范围的基准电压，输入到比较器模块的第一输入端；比较器模块，用于从第二输入端自动获取输入电压信号，与所述基准电压进行比较，输出比较结果给控制模块；控制模块，用于根据所述比较结果，判断输入电压的范围；模数转换模块，用于测量所述分压信号，反馈给控制模块。通过本发明的实施例，可以解决现有测量工具无法支持大量程范围内的精确测量，且需人工选择操作不方便的问题。

技术领域

本发明涉及电压信号测量技术领域，尤其涉及一种自适应宽量程电压信号测量系统及测量方法。

背景技术

在汽车电信号的检测中，电压与电阻测量功能用得非常多。不同信号的测量范围不同，而且差异非常大，比如普通的弱电信号，信号范围在0～14V之间，如果是新能源汽车，高压系统测量需求可达上千伏，而部分传感器信号，电压可能只有几十毫伏之内。

对于电压的检测，一般是基于模数转换(Analog to Digital Converter，ADC)芯片的采样，但任何采样芯片都有其额定工作范围，超出其工作范围要么会损坏芯片，要么测量值不准确。

对于电压的测量，业界常用的方法为高压分压，小信号进行运算放大，转换成ADC能够处理的电压范围，采样完成后再进行同等的放大或者缩小变换，转换成实际输入信号。大多数设备在进行倍率变化时，需要进行人工选择，操作不方便，而且需要更多的人机交互设计。

所以，测量工具如何支持大量程范围内的精确测量对于使用的方便性和工具的适用范围非常关键。

发明内容

本发明实施例旨在提供一种自适应宽量程电压信号测量系统及测量方法，以解决现有测量工具无法支持大量程范围内的精确测量，且需要人工选择操作不方便的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：一种自适应宽量程电压信号测量系统，所述测量系统包括：分压模块、数模转换模块、比较器模块、控制模块和模数转换模块；其中：

所述分压模块包括由第一电阻组和第二电阻组组成的电阻矩阵，所述电阻矩阵对输入电压进行不同配比的分压，并将所述分压输出到所述模数转换模块；

所述数模转换模块，用于提供不同检测范围的基准电压，输入到所述比较器模块的第一输入端；

所述比较器模块，用于从第二输入端自动获取输入电压的信号，与所述数模转换模块提供的所述基准电压进行比较，输出比较结果给所述控制模块；

所述控制模块，用于根据所述比较结果，判断输入电压的范围；

所述模数转换模块，用于测量所述分压模块的分压信号，反馈给所述控制模块。

可选地，所述第一电阻组包括若干个电阻和若干个继电器；一个继电器控制一个电阻，通过所述继电器选择是否接入所对应的电阻。

可选地，所述第二电阻组包括若干个电阻和若干个继电器；一个继电器控制一个电阻，通过所述继电器选择是否接入所对应的电阻。

可选地，所述测量系统还包括第一运算放大器，所述第一运算放大器用于对所述分压进行运算放大，变化成易于所述模数转换模块识别和处理的信号。

可选地，所述比较器模块包括分压器、选择器、比较器、第二运算放大器、第二继电器、第三继电器和第四继电器；

所述第二继电器用于控制高输入电压向所述分压模块输出；

所述分压器包括第三电阻和第四电阻，用于在所述第二继电器断开时，接入高输入电压，对接入的高输入电压进行分压，并将所述分压通过所述选择器选择后进入所述比较器；