專利名稱:一種萬用表測量采集卡的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種萬用表測量采集卡，包括測量端口模塊、量程切換模塊、阻抗變換模塊、電流放大模塊、控制器模塊、信息收集模塊；量程模塊用于接收指令進行開關(guān)的切換從而實現(xiàn)所需的量程；阻抗變換模塊用于為量程切換模塊傳輸指令，同時控制量程模塊開關(guān)的切換；所述測量端口模塊包括三個端口：第一端口、第二端口以及第三端口，第一端口和第二端口分別與量程切換模塊相連，阻抗變換模塊、電流放大模塊并聯(lián)與量程切換模塊連接，阻抗變換模塊、電流放大模塊以及第三端口再與控制器相連，控制器再與信息收集模塊相連將信號傳輸給電腦系統(tǒng)。本實用新型的采集卡在量程切換過程中不發(fā)生電壓變化，同時可以進行多通道測試且成本較低。
【專利說明】_種萬用表測量采集卡

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實用新型涉及一種電子信息【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地是涉及一種萬用表測量采集卡。

【背景技術(shù)】
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[0002]近年來，微信號傳感應(yīng)用越趨成熟，相應(yīng)的測試成本而居高不下，功能也不能滿足測試需求，特別是消費電子類產(chǎn)品的測試，如iPhone5S Home鍵(指紋傳感器)等的待機電流和工作電流的測試?，F(xiàn)有測試產(chǎn)品是用Relay切換取樣電阻來配置量程，由于設(shè)計問題導(dǎo)致Relay切換取樣電阻時會出現(xiàn)幾毫秒到幾十毫秒斷電，這個過程會導(dǎo)致被測試產(chǎn)品發(fā)生重新上電的現(xiàn)象，產(chǎn)品的相關(guān)狀態(tài)會丟失導(dǎo)致產(chǎn)生錯誤的結(jié)果?，F(xiàn)有產(chǎn)品也沒有自動復(fù)位測試量程的功能，從而導(dǎo)致從被測產(chǎn)品電流由小變大時取樣電阻上會產(chǎn)生比較大的電壓變化:由于大電流檔取樣電阻遠小于微電流檔的取樣電阻，在測試過程中，如果剛用過微電流檔，沒有切換成大電流檔，而被產(chǎn)品電流發(fā)生變大，會在取樣電阻產(chǎn)生較大的電壓，這個變化會被UUT (被測產(chǎn)品)檢測到，這將會導(dǎo)致測試會產(chǎn)生不可預(yù)期的結(jié)果?，F(xiàn)有相關(guān)產(chǎn)品同一組電源上的電壓、電流測試均采用共地的測試方法，在要求高端測試電流且還要測試電壓時不能滿足測試需求。此外，現(xiàn)有相關(guān)產(chǎn)品成本高，如DMM(數(shù)字萬用表)Agilnet DMM34410A成本在萬元以上，DAQ(數(shù)據(jù)采集卡)也在5000?上萬元不等。
實用新型內(nèi)容:
[0003]針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種電流測試量程間切換不斷電、量程切換不發(fā)生電壓變化、可以多通道測試且成本較低的萬用表測量采集卡。
[0004]本實用新型是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0005]一種萬用表測量采集卡，包括測量端口模塊、量程切換模塊、阻抗變換模塊、電流放大模塊、控制器模塊、信息收集模塊；
[0006]所述量程切換模塊包括:多個電阻和開關(guān)，所述量程模塊用于接收指令進行開關(guān)的切換從而實現(xiàn)所需的量程；
[0007]所述阻抗變換模塊用于為量程切換模塊傳輸指令，同時控制量程模塊開關(guān)的切換；
[0008]所述測量端口模塊包括三個端口:第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口和第二端口分別與量程切換模塊相連，所述阻抗變換模塊、電流放大模塊并聯(lián)與量程切換模塊連接，阻抗變換模塊、電流放大模塊以及第三端口再與控制器相連，控制器再與信息收集模塊相連將信號傳輸給電腦系統(tǒng)。
[0009]作為該技術(shù)方案的更進一步，所述量程切換模塊的總線上電路上設(shè)置有電阻，所述開關(guān)與電阻并聯(lián)連接再與總線電阻串聯(lián)。
[0010]作為該技術(shù)方案的更進一步，所述阻抗變換模塊和電流放大模塊分別與控制器內(nèi)的一模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連。
[0011]有益效果:1在測量電流時，使用Relay切換量程保持通電狀態(tài)的電路結(jié)構(gòu)；
[0012]2在一個測試過程完成后測試量程能自動復(fù)位到預(yù)設(shè)置的測試量程。
[0013]3差分高端電流取樣實現(xiàn)電流電壓同時測量。
[0014]4充分合理利用微控制器內(nèi)部多通道ADC，實現(xiàn)低成本的多通道測量。

【附圖說明】

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[0015]圖1為本實施例的原理圖。

【具體實施方式】
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[0016]見圖1，一種萬用表測量采集卡，包括測量端口模塊、量程切換模塊、阻抗變換模塊、電流放大模塊、控制器模塊、信息收集模塊。測量端口模塊包括三個端口:第一端口、第二端口以及第三端口，即分別為圖1中Vin端口、第1端口以及Low端口。量程切換模塊由電阻1、電阻2、電阻3以及開關(guān)K1、K2、K3組成。vin端口與阻抗變換模塊之間的總線路設(shè)置有電阻1，電阻2與電阻3串聯(lián)，vin端口與1端口之間連接有電阻1、電阻2以及電阻3，1端口再與電流放大模塊的負極相連。Kl和Κ2串聯(lián)后與Κ3并聯(lián)，從電阻I和阻抗變換模塊之間的線路連接至電流放大模塊的正極。電阻2和電阻3之間的線路與Kl和Κ2之間的線路通過線路連通。
[0017]控制器采用ARM Cortex_M3核微控制器STM32F系列芯片，72MHz主頻?？刂破鲀?nèi)安裝有兩塊模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC。ADC采用12Bi的ADC，設(shè)置于ARM內(nèi)部進行采樣。阻抗變換模塊與ARM內(nèi)部的ADC相連。電流放大模塊也連接至控制器，與ARM內(nèi)部的ADC相連。控制器再與信息收集模塊Rs323相連，信息收集模塊Rs323連接至電腦，將信息傳遞至電腦系統(tǒng)。
[0018]工作時，電腦將檢測信息傳遞給信息收集模塊，信息收集模塊通過控制器ARM內(nèi)部的ADC將信息傳達給阻抗變換模塊，阻抗變換模塊控制開關(guān)K1、K2、K3的開和關(guān)從而實現(xiàn)3個電流通道的量程切換。量程切換模塊切換至所需的量程后，電流經(jīng)過電流放大模塊，再經(jīng)過控制器ARM內(nèi)部的ADC，最后再通過信息收集模塊將信息反饋給電腦實現(xiàn)整個過程的信息采集測量。萬用表測量采集卡主要有三通道高精度電流(微電流量程精度10nA)和三通道電壓測量，電流通道采用單電源高靈敏差分運放，運用高端取樣回路將信號送至運放差分輸入端。
【權(quán)利要求】
1.一種萬用表測量采集卡，其特征在于:包括測量端口模塊、量程切換模塊、阻抗變換模塊、電流放大模塊、控制器模塊、信息收集模塊； 所述量程切換模塊包括:多個電阻和開關(guān)，所述量程模塊用于接收指令進行開關(guān)的切換從而實現(xiàn)所需的量程； 所述阻抗變換模塊用于為量程切換模塊傳輸指令，同時控制量程模塊開關(guān)的切換； 所述測量端口模塊包括三個端口:第一端口、第二端口以及第三端口，所述第一端口和第二端口分別與量程切換模塊相連，所述阻抗變換模塊、電流放大模塊并聯(lián)與量程切換模塊連接，阻抗變換模塊、電流放大模塊以及第三端口再與控制器相連，控制器再與信息收集模塊相連將信號傳輸給電腦系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萬用表測量采集卡，其特征在于:所述量程切換模塊的總線上電路上設(shè)置有電阻，所述開關(guān)與電阻并聯(lián)連接再與總線電阻串聯(lián)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萬用表測量采集卡，其特征在于:所述阻抗變換模塊和電流放大模塊分別與控制器內(nèi)的一模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連。
【文檔編號】G01R15-09GK204287285SQ201420677189
【發(fā)明者】陳守飛, 張明 [申請人]昆山凱捷特電子研發(fā)科技有限公司