淺析一種靜態(tài)電流的測(cè)試系統(tǒng)

鄂曉鋒

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

隨著汽車上電子設(shè)備的不斷增加，電子控制模塊設(shè)計(jì)人員面臨的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是：如何在有限功率預(yù)算下改進(jìn)產(chǎn)品性能。例如：立體聲和娛樂系統(tǒng)、雨刷控制系統(tǒng)、車燈驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及氣囊控制系統(tǒng)等依賴于汽車電池供電，設(shè)計(jì)人員需要在汽車熄火以及汽車停止后盡可能降低每個(gè)系統(tǒng)的功耗，而評(píng)估汽車電子模塊在汽車熄火后功耗大小的重要參數(shù)就是靜態(tài)電流。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用萬用表等常規(guī)電流傳感器采集靜態(tài)電流，采集精度比較低，而且采集靜態(tài)電流時(shí)容易受外部信號(hào)干擾。

1 靜態(tài)電流測(cè)試系統(tǒng)的工作原理

靜態(tài)電流測(cè)試系統(tǒng)包括：磁感應(yīng)式電流傳感器、電阻板卡、以及與所述電阻板卡輸出端電連接的上位機(jī)；電源通過兩根電線為被測(cè)模塊供電，其中所述兩根電線中任意一根穿過所述磁感應(yīng)式電流傳感器；所述磁感應(yīng)式電流傳感器輸出端與所述電阻板卡的輸入端電連接；所述上位機(jī)通過控制所述電阻板卡實(shí)時(shí)獲取所述被測(cè)模塊的瞬態(tài)電流值，并根據(jù)所述瞬態(tài)電流值得到所述被測(cè)模塊的靜態(tài)電流值。

所述電源為程控電源，所述程控電源與所述上位機(jī)電連接；所述程控電源通過所述兩根電線與所述被測(cè)模塊電連接，所述上位機(jī)通過控制所述程控電源為所述被測(cè)模塊供電。所述磁感應(yīng)式電流傳感器為磁通門直流漏電流變送器。所述電阻板卡的型號(hào)為PXI-6233。

本靜態(tài)電流的測(cè)試有益效果在于：被測(cè)模塊的電源線穿過磁感應(yīng)式電流傳感器，以使所述磁感應(yīng)式電流傳感器實(shí)時(shí)采集被測(cè)模塊的瞬態(tài)電流；上位機(jī)通過控制電阻板卡實(shí)時(shí)獲取被測(cè)模塊的瞬態(tài)電流值，并根據(jù)所述瞬態(tài)電流值得到被測(cè)模塊的靜態(tài)電流值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)靜態(tài)電流的高精度采集。

2 具體實(shí)施方式

2.1 下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)施方案作詳細(xì)說明

如圖1所示，該系統(tǒng)包括磁感應(yīng)式電流傳感器L、電阻板卡、以及與所述電阻板卡輸出端電連接的上位機(jī)；電源通過兩根電線為被測(cè)模塊供電，其中所述兩根電線中任意一根穿過所述磁感應(yīng)式電流傳感器L；所述磁感應(yīng)式電流傳感器L輸出端與所述電阻板卡的輸入端電連接；所述上位機(jī)通過控制所述電阻板卡實(shí)時(shí)獲取所述被測(cè)模塊的瞬態(tài)電流值，并根據(jù)所述瞬態(tài)電流值得到所述被測(cè)模塊的靜態(tài)電流值。

圖1 本靜態(tài)電流測(cè)試系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖

被測(cè)模塊可以是車輛上的電子元器件也可以電子控制電路，比如被測(cè)模塊為雨刷控制電路或氣囊。電阻板卡的工作電壓為 12V，電阻板卡可以由車輛蓄電池供電，也可以由其他供電模塊供電。

圖2 本靜態(tài)電流測(cè)試系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖

上位機(jī)實(shí)時(shí)采集被測(cè)模塊的瞬態(tài)電電流，采集精度可達(dá)到1%；所述上位機(jī)中可裝載LabVIEW測(cè)試軟件，所述上位機(jī)通過LabVIEW測(cè)試軟件控制所述PXI-6233電阻板卡，以選擇所述PXI-6233電阻板卡的輸入端通道編號(hào)，進(jìn)一步采集所述被測(cè)模塊的瞬態(tài)電流，并在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)取瞬態(tài)電流的平均值后得到被測(cè)模塊的靜態(tài)電流值。需要說明的是，設(shè)定時(shí)間根據(jù)靜態(tài)電流測(cè)試系統(tǒng)的硬件通過標(biāo)定，比如，設(shè)定時(shí)間為10min。

圖3 本靜態(tài)電流測(cè)試系統(tǒng)的LabVIEW程序示意圖

進(jìn)一步，由于每個(gè)被測(cè)模塊的供電電壓可能不同，因此，如圖2所示，所述電源可以為由上位機(jī)控制的程控電源即所述電源為程控電源，所述程控電源與所述上位機(jī)電連接；所述程控電源通過所述兩根電線與所述被測(cè)模塊電連接，所述上位機(jī)通過控制所述程控電源為所述被測(cè)模塊供電。需要說明的是，上位機(jī)通過控制所述程控電源，可以為額定電壓的被測(cè)模塊提供電源，從而擴(kuò)大電源選擇范圍。

具體地，所述磁感應(yīng)式電流傳感器L為磁通門直流漏電流變送器。

需要說明的是，磁通門直流漏電流變送器是一種利用磁通門原理（Flux gate）將被測(cè)直流電流轉(zhuǎn)換成與該電流成比例輸出的直流電流或電壓信號(hào)的測(cè)量模塊，原副邊之間高度絕緣，并且具有高精確度、高線性度、高集成度、體積小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、長(zhǎng)期工作穩(wěn)定且適應(yīng)各種工作環(huán)境的特點(diǎn)。通常輸出標(biāo)準(zhǔn)的直流DC4-20mA，DC0-5V， DC0-10V等信號(hào)，此標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)可以被多種采集設(shè)備采集，可廣泛地應(yīng)用在新能源、石油、煤礦、化工、鐵路、通信、樓宇自控等行業(yè)的電氣設(shè)備的系統(tǒng)控制及檢測(cè)等電流監(jiān)控的場(chǎng)合。進(jìn)一步，本實(shí)施例中通過采用磁通門直流漏電流變送器，提高了系統(tǒng)的抗干擾性。

具體地，所述電阻板卡的型號(hào)為PXI-6233。

圖4 是本靜態(tài)電流測(cè)試系統(tǒng)的上位機(jī)測(cè)試界面示意圖

進(jìn)一步，本實(shí)施例中，所述磁通門直流漏電流變送器的負(fù)極端與所述PXI-6233電阻板卡輸入端的接地端連接。

綜上所述，本實(shí)施例提供的靜態(tài)電流測(cè)試系統(tǒng)，采用磁感應(yīng)式電流傳感器采集被測(cè)模塊的瞬態(tài)電流，不受外部電流信號(hào)干擾，抗干擾性能強(qiáng)；通過上位機(jī)控制電阻板卡以準(zhǔn)確地控制磁感應(yīng)式電流傳感器的采集，測(cè)試電路簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)快速、高效測(cè)試；進(jìn)一步，通過自動(dòng)化軟件對(duì)電阻板卡的控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測(cè)模塊靜態(tài)電流的高精度采集。

3 總結(jié)

本實(shí)施例提供的靜態(tài)電流測(cè)試系統(tǒng)，采用磁感應(yīng)式電流傳感器采集被測(cè)模塊的瞬態(tài)電流，不受外部電流信號(hào)干擾，抗干擾性能強(qiáng)；通過上位機(jī)控制電阻板卡以準(zhǔn)確地控制磁感應(yīng)式電流傳感器的采集，測(cè)試電路簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)快速、高效測(cè)試；進(jìn)一步，通過自動(dòng)化軟件對(duì)電阻板卡的控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測(cè)模塊靜態(tài)電流的高精度采集。