[其他]在线直流电流测量方法及在线电流表

说明书

本发明属于电子测量技术领域。

通常测量直流电流。必须把电流表串联到被测电流回路中，这种测量方法十分烦琐。为了改变这种传统的测量方法，提出了一种在线直流电流测量方法，即只要把两只测试笔，并联在电路的一段导线上（如印刷电路板上一段3CM的导线上），便可直接测得该导线上流过的直流电流。由于导线的内阻极小。理论上采用高精度运放。组成并联负反馈的高灵敏测量放大器，使其输入电阻比该段导线的内阻还要小得多，才能实现这种测量。如在线测试技术“电子科学技术1982年第九期P4-6曾刊登过有关这方面的文章。这种电路在测试状态下具有极高的放大倍数。受干扰的影响十分严重，用这种电路进行试验，发现因干扰的影响无法进行测量。因此，能否抑制干扰就成为实现稳定的在线直流电流测量的关键。

本发明为了改变传统的烦琐的电流测量方法。实现稳定的在线直流电流测量，必须突破在线直流电流测量技术关键。以便研制出具有实用价值的在线直流电流测试仪器。

本发明为了达到上述目的，对产品和方法提出了新的技术方案。采取抑制干扰环节和改进测量方法步骤。以达到稳定实用的和自动的在线直流电流测量。

本发明采用无源或有源高通滤波器。并接在测量放大器的任一输入端，如图1所示。利用此滤波器来消除高频干扰信号的影响。采用这种方法可以使在线直流电流测量灵敏度在10μA以上的情况下，稳定地实现在线直流电流测量。

由于在测试状态下，运放电路的放大倍数极高，因干扰引起的漂移难以控制。为此，需改进测试方法步骤，即在短时间内调换测试笔的引入位置，将测试笔调换位置两次测量结果取其平均值，做为最终测试结果，上述过程可手动或自动进行。自动测试方法可简化测量步骤，且可获得较稳定的测试数值。实现自动测量的方法很多，如图2所示。图2中的切换开关可以用继电器或无触点开关，与方波发生器组成一个电子开关，用以实现测试笔引入位置的定时自动切换。将测试笔调换之前的测试值送入采样保持电路暂存，其输出加到平均值电路的一个输入端，再将调换后的测试值加到另一输入端，平均值电路就输出测试笔调换位置的两次测量的平均值，并通过数字表显示出来。

另一方案是将调换后的测试值，寄存在另一个采样保持电路中。通过电子开关对测试笔调换位置做短时间采样测量，这样做虽然结构较为复杂，但可以更好地抑制干扰。

当然，达到上述测量过程的自动化，可以通过微机实现。

采用上述发明的方法可以设计和制作出良好的在线直流电流表，这种仪器由测量放大器、高通滤波器和数字显示表组成。测量放大器和高通滤波器在前面已做介绍，数字显示表是已知技术不再赘述。在10μA以上能精确的进行在线直流电流测量。这种测量方法的优点是，只要将两只测试笔按在电流流过的印刷板线路上，就能测定线路中的电流，其测量误差一般不超过5%。这项技术的解决，根本改变了传统的烦琐的把电流表串联到电路中的测量方法。这种测试不需将电路板上的元件断开进行，从而简化了测试方法。

附图说明

图1说明实现稳定实用的在线直流电流测量方法

（1）-通电导线    （2）高通滤波器    （3）-数字电压表

（4）-测试笔 A₁-高精度运算放大器 A₀-运算放大器

图2说明实现自动的实用在线直流电流测试方法

（1）-通电导线    （2）-高通滤波器    （3）-完成两次采样实现扣除零点、平均值计算和数字显示的电路，上述电路可用模拟电路或微电脑电路实现    （4）-测试笔    （5）-电子开关及控制部件

A₁-高精度运算放大器