專利名稱：一種直流微電壓/微電流檢測裝置及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電壓/電流檢測裝置，特別是涉及一種可以對微伏級的直流 電壓或微安級的直流電流進行檢測的檢測裝置及其檢測方法。
背景技術(shù)：
目前，欲測量一個未知電壓或電流，數(shù)字萬用表無疑是一較佳的選擇，通過數(shù)字萬 用表既可以實現(xiàn)快速測量，又可以很直觀地看出測量結(jié)果。然而，由于數(shù)字萬用表在20安 培時也只能顯示到0. 01安，因而其精度有限，只適于測量較大的電流或電壓，而對于微安 級的電流或微伏級的電壓，卻是無能為力。除了數(shù)字萬用表，比較器也是一個不錯的選擇。 但使用比較器時，需用一個已知的電壓或電流做基準，這就容易出現(xiàn)偏差，從而影響精度， 特別的，目前通用的比較器只有0.01伏的精度，同樣存在精度有限的問題，因而用比較器 同樣不適于測量微安級的電流或微伏級的電壓。此外，霍爾器件也可以用來測量未知電壓 或電流，但由于霍爾器件只能測量到毫安、毫伏級，做不到微安、微伏級，因而同樣無法用來 測量微電壓或微電流。顯然，對直流微電壓、微電流的檢測技術(shù)目前基本是空白。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種直流微電壓/微電流檢測裝置 及其檢測方法，采用將待檢信號轉(zhuǎn)化為振蕩頻率，再經(jīng)過放大、比較、換算的檢測方法，從而 判斷出是否有直流微電壓或微電流輸入，進而填補了現(xiàn)有技術(shù)中直流微電壓/微電流檢測 技術(shù)的空白。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種直流微電壓/微電流檢測裝 置，包括一振蕩電路、一數(shù)字信號放大電路、一減法器和一數(shù)值換算電路；該振蕩電路包括 兩個參數(shù)完全相同的第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器，該第一壓控振蕩器的輸入接待檢 信號輸出端或接地，第二壓控振蕩器的輸入接地或接待檢信號輸出端，該第一壓控振蕩器 和第二壓控振蕩器的輸出分別與數(shù)字信號放大電路的輸入相連接；該數(shù)字信號放大電路的 輸出與減法器的輸入相連接，減法器的輸出接數(shù)值換算電路的輸入。
所述的數(shù)字信號放大電路包括兩個參數(shù)安全相同的第一計數(shù)器和第二計數(shù)器；第 一計數(shù)器的輸入接所述第一壓控振蕩器的輸出，第二計數(shù)器的輸入接所述第二壓控振蕩器 的輸出；該第一計數(shù)器和第二計數(shù)器的輸出分別與所述減法器的輸入相連接。
所述的振蕩電路、數(shù)字信號放大電路、減法器和數(shù)值換算電路集成在一控制芯片 上；該控制芯片的第6引腳為所述第一壓控振蕩器的輸入端，該控制芯片的第6引腳接所述 待檢信號輸出端；該控制芯片的第5引腳為所述第二壓控振蕩器的輸入端，該控制芯片的 第5引腳接地；該控制芯片的第7引腳為所述數(shù)值換算電路的輸出端；該控制芯片的第8引 腳接外接電源。
進一步的，還包括第一電容、第二電容、第一電阻和第二電阻；第一電阻連接在所 述控制芯片的第6引腳和所述待檢信號輸出端之間；第一電容和第二電阻并聯(lián)連接在所述控制芯片的第5引腳和所述待檢信號輸出端之間；第二電容的一端與所述外接電源相連 接，第二電容的另一端接地；所述控制芯片的第4引腳與所述控制芯片的第5引腳相連接。
所述的控制芯片的第5引腳和第6引腳可以對調(diào)使用。
一種直流微電壓/微電流檢測裝置的檢測方法，該檢測裝置包括振蕩電路、數(shù)字 信號放大電路、減法器和數(shù)值換算電路；該振蕩電路包括兩個參數(shù)完全相同的第一壓控振 蕩器和第二壓控振蕩器，該第一壓控振蕩器的輸入接待檢信號輸出端，第二壓控振蕩器的 輸入接地，該第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的輸出分別與數(shù)字信號放大電路的輸入相 連接；該數(shù)字信號放大電路的輸出與減法器的輸入相連接，減法器的輸出與數(shù)值換算電路 的輸入相連接；它包括如下檢測步驟
A.第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器分別對輸入其中的信號進行處理，輸出振蕩 頻率，并分別將該振蕩頻率輸出給數(shù)字信號放大電路；
B.數(shù)字信號放大電路分別對第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的振蕩頻率進行 處理，輸出放大的振動頻率，并將該振蕩頻率輸出給減法器；
C.減法器對輸入其中的兩個振蕩頻率做減運算，得到振蕩頻率差值，并將該振蕩 頻率差值輸出給數(shù)值換算電路；
D.數(shù)值換算電路對該振蕩頻率差值進行換算處理，輸出數(shù)字信號；若該數(shù)字信號 大于數(shù)值換算電路預(yù)先設(shè)定的閾值，則確認第一壓控振蕩器有直流微電壓或直流微電流輸 入；若該數(shù)字信號小于或等于數(shù)值換算電路預(yù)先設(shè)定的閾值，則確認第一壓控振蕩器沒有 直流微電壓或直流微電流輸入。
將數(shù)字信號放大電路分成兩個參數(shù)完全相同的第一計數(shù)器和第二計數(shù)器；第一計 數(shù)器連接在所述第一壓控振蕩器和所述減法器之間；第二計數(shù)器連接在所述第二壓控振蕩 器和所述減法器之間；所述步驟B是通過第一計數(shù)器和第二計數(shù)器分別對所述第一壓控振 蕩器和第二壓控振蕩器所輸出的振動頻率進行高頻計數(shù)。
本發(fā)明的有益效果是，由于包括振蕩電路、數(shù)字信號放大電路、減法器、數(shù)值換算 電路，且振蕩電路包括兩個參數(shù)完全相同的第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器，第一壓控 振蕩器的輸入接待檢信號輸出端或接地，第二壓控振蕩器的輸入接地或接待檢信號輸出 端，第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的輸出分別接數(shù)字信號放大電路的輸入，數(shù)字信號 放大電路的輸出接減法器的輸入，減法器的輸出接數(shù)值換算電路，使得第一壓控振蕩器和 第二壓控振蕩器分別能夠?qū)⑤斎肓哭D(zhuǎn)化為振蕩頻率，并依次經(jīng)數(shù)字信號放大電路進行放大 處理、經(jīng)減法器做減法運算、經(jīng)數(shù)值換算電路進行換算處理，從而得以判斷出第一壓控振蕩 器是否有直流微電壓或直流微電流輸入。顯然，本發(fā)明以簡單、有效的檢測裝置及檢測方 法，填補了現(xiàn)有技術(shù)中直流微電壓、微電流檢測技術(shù)的空白，這對自動控制精度和方式而 言，是一個質(zhì)的提高。
以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明；但本發(fā)明的一種直流微電壓 /微電流檢測裝置及其檢測方法不局限于實施例。


圖1是實施例本發(fā)明的原理框圖2是實施例本發(fā)明的電路連接示意圖。
具體實施方式
實施例，請參見圖1所示，本發(fā)明的一種直流微電壓/微電流檢測裝置，包括一振 蕩電路、一數(shù)字信號放大電路、一減法器5和一數(shù)值換算電路6 ；該振蕩電路包括兩個參數(shù) 完全相同的第一壓控振蕩器1和第二壓控振蕩器2 ；數(shù)字信號放大電路包括兩個參數(shù)完全 相同的第一計數(shù)器3和第二計數(shù)器4 ；該第一壓控振蕩器1的輸入接待檢信號輸出端，第二 壓控振蕩器2的輸入接地，即接0輸入端；該第一壓控振蕩器1和第二壓控振蕩器2的輸出 分別對應(yīng)與第一計數(shù)器3和第二計數(shù)器4的輸入相連接；該第一計數(shù)器3和第二計數(shù)器4 的輸出分別與減法器5的輸入相連接，減法器5的輸出接數(shù)值換算電路6的輸入。
上述直流微電壓/微電流檢測裝置的檢測方法，它包括如下檢測步驟
Si.第一壓控振蕩器1和第二壓控振蕩器2分別對輸入其中的信號進行處理，輸出 振蕩頻率，并分別將該振蕩頻率輸出給第一計數(shù)器3和第二計數(shù)器4 ；
S2.第一計數(shù)器3和第二計數(shù)器4分別對第一壓控振蕩器1和第二壓控振蕩器2 的振蕩頻率進行高頻計數(shù)，輸出放大的振動頻率，并將該振蕩頻率輸出給減法器5 ；
S3.減法器5對輸入其中的兩個振蕩頻率做減運算，得到振蕩頻率差值，并將該振 蕩頻率差值輸出給數(shù)值換算電路6 ；
S4.數(shù)值換算電路6對該振蕩頻率差值進行換算處理，輸出數(shù)字信號；若該數(shù)字信 號大于數(shù)值換算電路6預(yù)先設(shè)定的閾值，則確認第一壓控振蕩器1有直流微電壓或直流微 電流輸入；若該數(shù)字信號小于或等于數(shù)值換算電路6預(yù)先設(shè)定的閾值，則確認第一壓控振 蕩器1沒有直流微電壓或直流微電流輸入。
本發(fā)明的一種直流微電壓/微電流檢測裝置及其檢測方法，采用第一壓控振蕩器 將待檢信號(直流微電壓或直流微電流)轉(zhuǎn)變?yōu)檎袷庮l率，并將第二壓控振蕩器的輸入接 0，輸出振蕩頻率作為基準，與第一壓控振蕩器的振蕩頻率作差值運算，既可以將兩者的誤 差通過減運算減去，又可以通過差值看出兩者的區(qū)別；在振蕩電路的輸出端連接數(shù)字信號 放大電路，特別是連接兩個參數(shù)完全相同的計數(shù)器，一方面可以分別對兩個壓控振蕩器的 振動頻率進行高頻計數(shù)，并間接放大振蕩頻率，另一方面可以提高減法器的運算速度；在減 法器的輸出端接數(shù)值運算電路，則可以用來判斷第一壓控振蕩器是否有直流微電壓或微電 流輸入。
請參見圖2所示，本發(fā)明將上述振蕩電路、數(shù)字信號放大電路、減法器和數(shù)值換算 電路集成在一控制芯片ICl上；該控制芯片ICl的第6引腳為所述第一壓控振蕩器1的輸 入端，該控制芯片ICl的第6引腳接所述待檢信號輸出端；該控制芯片ICl的第5引腳為所 述第二壓控振蕩器2的輸入端，該控制芯片ICl的第5引腳接地GND ；該控制芯片ICl的第 7引腳為所述數(shù)值換算電路的輸出端；該控制芯片ICl的第8引腳接外接電源VDD;這里，控 制芯片ICl的第5引腳和第6引腳可以對調(diào)使用；當(dāng)控制芯片ICl的第5引腳和第6引腳 對調(diào)使用時，集成于控制芯片ICl中的減法器的運算結(jié)果為負值，則集成于控制芯片ICl中 的數(shù)值運算電路還具有一個功能將減法器運算結(jié)果的負值變?yōu)榻^對值。
進一步的，圖2中還包括第一電容Cl、第二電容C2、第一電阻Rl和第二電阻R2 ；第 一電阻Rl連接在所述控制芯片ICl的第6引腳和所述待檢信號輸出端之間；第一電容Cl 和第二電阻R2并聯(lián)連接在所述控制芯片ICl的第5引腳和所述待檢信號輸出端之間；第二電容C2的一端與所述外接電源VDD相連接，第二電容C2的另一端接地GND ；所述控制芯片 ICl的第4引腳與所述控制芯片的第5引腳相連接。
圖2中，控制芯片ICl除了連接上述第一電容Cl、第二電容C2、第一電阻Rl和第 二電阻R2外，其第7引腳還通過一第三電阻R3接一三極管BGl的基極，其第8引腳還與一 繼電器JK的一線圈輸入端相連接；其中，三極管BGl的發(fā)射極接地GND，三極管BGl的集電 極接繼電器JK的另一線圈輸入端；在繼電器JK的兩線圈輸入端之間還連接有一第三電容 C3。該控制芯片ICl在工作過程中，當(dāng)檢測到有直流微電壓或直流微電流輸入時，該控制芯 片ICl通過其第7引腳將處理后的信號輸出給三極管BG1，使三極管BGl對該信號進行放大 處理，以驅(qū)動繼電器JK的動靜觸點斷開或保持斷開的狀態(tài)。
上述實施例僅用來進一步說明本發(fā)明的一種直流微電壓/微電流檢測裝置及其 檢測方法，但本發(fā)明并不局限于實施例，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的 任何簡單修改、等同變化與修飾，均落入本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種直流微電壓/微電流檢測裝置，其特征在于包括一振蕩電路、一數(shù)字信號放大 電路、一減法器和一數(shù)值換算電路；該振蕩電路包括兩個參數(shù)完全相同的第一壓控振蕩器 和第二壓控振蕩器，該第一壓控振蕩器的輸入接待檢信號輸出端或接地，第二壓控振蕩器 的輸入接地或接待檢信號輸出端，該第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的輸出分別與數(shù)字 信號放大電路的輸入相連接；該數(shù)字信號放大電路的輸出與減法器的輸入相連接，減法器 的輸出接數(shù)值換算電路的輸入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流微電壓/微電流檢測裝置，其特征在于所述的數(shù)字信 號放大電路包括兩個參數(shù)安全相同的第一計數(shù)器和第二計數(shù)器；第一計數(shù)器的輸入接所述 第一壓控振蕩器的輸出，第二計數(shù)器的輸入接所述第二壓控振蕩器的輸出；該第一計數(shù)器 和第二計數(shù)器的輸出分別與所述減法器的輸入相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直流微電壓/微電流檢測裝置，其特征在于所述的振 蕩電路、數(shù)字信號放大電路、減法器和數(shù)值換算電路集成在一控制芯片上；該控制芯片的第 6引腳為所述第一壓控振蕩器的輸入端，該控制芯片的第6引腳接所述待檢信號輸出端；該 控制芯片的第5引腳為所述第二壓控振蕩器的輸入端，該控制芯片的第5引腳接地；該控制 芯片的第7引腳為所述數(shù)值換算電路的輸出端；該控制芯片的第8引腳接外接電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流微電壓/微電流檢測裝置，其特征在于進一步的，還包 括第一電容、第二電容、第一電阻和第二電阻；第一電阻連接在所述控制芯片的第6引腳和 所述待檢信號輸出端之間；第一電容和第二電阻并聯(lián)連接在所述控制芯片的第5引腳和所 述待檢信號輸出端之間；第二電容的一端與所述外接電源相連接，第二電容的另一端接地； 所述控制芯片的第4引腳與所述控制芯片的第5引腳相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直流微電壓/微電流檢測裝置，其特征在于所述的控制芯 片的第5引腳和第6引腳可以對調(diào)使用。
6.一種直流微電壓/微電流檢測裝置的檢測方法，其特征在于該檢測裝置包括振蕩 電路、數(shù)字信號放大電路、減法器和數(shù)值換算電路；該振蕩電路包括兩個參數(shù)完全相同的第 一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器，該第一壓控振蕩器的輸入接待檢信號輸出端，第二壓控 振蕩器的輸入接地，該第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的輸出分別與數(shù)字信號放大電路 的輸入相連接；該數(shù)字信號放大電路的輸出與減法器的輸入相連接，減法器的輸出與數(shù)值 換算電路的輸入相連接；它包括如下檢測步驟A.第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器分別對輸入其中的信號進行處理，輸出振蕩頻 率，并分別將該振蕩頻率輸出給數(shù)字信號放大電路；B.數(shù)字信號放大電路分別對第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的振蕩頻率進行處理， 輸出放大的振動頻率，并將該振蕩頻率輸出給減法器；C.減法器對輸入其中的兩個振蕩頻率做減運算，得到振蕩頻率差值，并將該振蕩頻率 差值輸出給數(shù)值換算電路；D.數(shù)值換算電路對該振蕩頻率差值進行換算處理，輸出數(shù)字信號；若該數(shù)字信號大于 數(shù)值換算電路預(yù)先設(shè)定的閾值，則確認第一壓控振蕩器有直流微電壓或直流微電流輸入； 若該數(shù)字信號小于或等于數(shù)值換算電路預(yù)先設(shè)定的閾值，則確認第一壓控振蕩器沒有直流 微電壓或直流微電流輸入。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直流微電壓/微電流檢測裝置的檢測方法，其特征在于將數(shù)字信號放大電路分成兩個參數(shù)完全相同的第一計數(shù)器和第二計數(shù)器；第一計數(shù)器連接在 所述第一壓控振蕩器和所述減法器之間；第二計數(shù)器連接在所述第二壓控振蕩器和所述減 法器之間；所述步驟B是通過第一計數(shù)器和第二計數(shù)器分別對所述第一壓控振蕩器和第二 壓控振蕩器所輸出的振動頻率進行高頻計數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種直流微電壓/微電流檢測裝置及其檢測方法，該檢測裝置包括一振蕩電路、一數(shù)字信號放大電路、一減法器和一數(shù)值換算電路；該振蕩電路包括兩個參數(shù)完全相同的第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器，該第一壓控振蕩器的輸入接待檢信號輸出端或接地，第二壓控振蕩器的輸入接地或接待檢信號輸出端，該第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器的輸出分別與數(shù)字信號放大電路的輸入相連接；該數(shù)字信號放大電路的輸出與減法器的輸入相連接，減法器的輸出接數(shù)值換算電路的輸入。該檢測裝置通過第一壓控振蕩器和第二壓控振蕩器分別將輸入信號轉(zhuǎn)化為振蕩頻率，并依次經(jīng)放大處理、減法運算和換算處理，從而得以判斷出是否有直流微電壓或直流微電流輸入。
文檔編號G01R19/145GK102033157SQ20101053481
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者曾少南 申請人:漳州國綠太陽能科技有限公司