专利名称：微电流检测�？榈闹谱鞣椒�
技术领域：
本实用新型涉及微电流检测领域，尤其涉及一种具有多个微电流采集通道并经端口与上位机通信的微电流检测模块。
背景技术：
随着科学技术的发展，对微弱信号进行检测的需要日益迫切。微弱信号检测是发展高新技术、探索及发现新的自然规律的重要手段，对推动相关领域的发展具有重要的意义，微弱信号检测在许多领域具有广泛的应用，例如军事侦察、物理学、化学、电化学、生物医学、天文学、地学、磁学等。微电流是指其值小于10 -6A的电流，微电流测量属于微弱信号测量的一个分支。现有技术公开了一些微电流检测电路，如申请号为2009100M066. 8的中国专利， 该专利公开了一种微电流/电压转换信号调理电路，包括外部检测信号输入单元、反相器放大器、第一电压跟随器、第二电压跟随器以及A/D转换单元。外部检测信号经反相放大器以及第一电压跟随器处理后合成给第二电压跟随器处理，处理后再输出给A/D转换单元。 该专利采用的元器件数目和种类均较少，避免因元件特性问题导致系统的性能不稳定。但这个电路因为没有微处理器智能芯片，没有端口通信而无法上传数据给上位机，因此无法作为一个独立的�？槭褂茫欢腋玫缏芳觳庾爸貌馐酝ǖ赖ヒ唬痪哂胁馐远嘧槲⒌缌鞯哪芰Γ档土瞬馐孕省�
发明内容本实用新型针对现有技术中的电路测试通道单一、无法上传数据给上位机的不足，提供了一种能够采集多个通道的微电流并可经端口与上位机通信的微电流检测�？�。为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决。微电流检测�？椋ú杉ǖ溃缌鞣糯蟛糠郑Ｊ徊糠郑⒋砥骱投丝� ； 所述采集通道与电流放大部分的输入端相连，电流放大部分的输出端与模数转换部分的输入端相连，模数转换部分的输出端与微处理器相连，微处理器与端口相连。电流放大部分把微电流放大转换为电压，模数转换部分把模拟电压转换成数字量，把转换后的电压的数字量传给微处理器，微处理器通过相应引脚来轮流打开用到的采集通道并采集相应模数转换后的电压的数字量；微处理器根据上位机给予的参数来具体控制采集通道。微处理器通过端口上传数据给上位机，上位机可通过端口通信来设置采集通道的输入口位置、采集速率。 采集通道的数目至少有三个。作为优�。⒋砥骱投丝谥渖栌星沤幼恍酒⒋砥鞯慕涌谟肭沤幼恍酒囊帕樱沤幼恍酒攵丝诘囊帕印Ｗ魑叛。⒋砥魃栌蠭2C串行接口和SPI接口，I2C串行接口与模数转换部分的引脚连接，SPI接口与桥接转换芯片引脚连接。作为优�。丝谑荱SB端口。[0010]作为优�。杉ǖ朗褂昧狡�。每片开关有八个采集通道，构成十六路采集通道。作为优�。Ｊ徊糠植捎�16位模数转换芯片，16位模数转换芯片采用 ADS1110。作为优选，电流放大部分采用两级运放，把采集通道的微电流量放大转换为电压量。由于一级运放放大倍数过大会产生较大的电阻热噪声，增大了分布电容的同时，运放输入端漏电流的影响增大，从而增大了误差，所以采用两级运放来实现放大，同时反馈电阻上并联滤波电容来减小噪声的干扰。本电路电流-电压变换采用常用的弱电流检测方法，采用电流反馈型运算放大器，结构简单，转换线性好，提高测量精度和稳定性。按照本实用新型的技术方案，本实用新型具有检测多组微电流的功能，通过端口上传数据给上位机，只占用上位机的两个引脚线；上位机可通过端口通信设置本�？榈牟杉ǖ赖氖恳约安杉俾�。本�？榭杉觳舛嘧槲⒌缌鳎岣呒觳庑剩赏ü丝谕ㄐ偶嫒菪枰觳馕⒌缌鞯南低�。
图1为本实用新型的电路原理结构框图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述。如图1所示，微电流检测�？榘ú杉ǖ�1、电流放大部分2、模数转换部分3、微处理器4、桥接转换芯片5和端口 6。采集通道1是微电流检测通道的入口。采集通道1使用两片TS5W18开关，每片有8个采集通道，构成16路采集通道。采集通道1的开关由微处理器4控制。电流放大部分2的输入端与采集通道1相连，对微电流进行电流电压转换。电流-电压变换采用常用的弱电流检测方法，采用电流反馈型运算放大器，结构简单，转换线性好，提高测量精度和稳定性。由于一级运放放大倍数过大会产生较大的电阻热噪声，增大了分布电容的同时，运放输入端漏电流的影响增大，从而增大了误差，所以采用两级运放来实现放大，同时反馈电阻上并联滤波电容来减小噪声的干扰。电流放大部分2共用两级高精密运放，芯片采用高精密的双运放MAX358，把微电流量转换为电压量，电流测量精度可达到nA级。模数转换部分3的输入端与电流放大部分2的输出端相连，采集电压。模数转换部分3采用16位模数转换芯片ADSl 110，芯片内含精密基准参考电压2. 048V，转换误差为 0. 05%。ADSl 110与微处理器4通信采用I2C总线，数据传送通过I2C串口进行，减少占用微处理器4的引脚。微处理器4轮流打开用到的采集通道1并采集微电流放大转换后的电压数字量。 另外微处理器4把数据通过SPI接口传送给桥接转换芯片5。微处理器4采用MSP149单片机，I2C接口引脚与16位模数转换芯片ADS1110相应引脚连接，SPI接口引脚与桥接转换芯片5相应引脚连接。桥接转换芯片5采用CP2102，实现微处理器4的SPI接口与上位机的USB接口的兼容。桥接转换芯片5与USB端口 6相应引脚连接，桥接转换芯片5解决了 USB端口与SPI 端口的兼容。通过USB端口实时上传数据给上位机，占用上位机两个引脚线，借助上位机对数据进行分析处理，从而判断检测到的微电流是否正常。 总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
权利要求1.微电流检测�？椋涮卣髟谟诎ú杉ǖ�(1)，电流放大部分(2)，模数转换部分 (3)，微处理器(4)和端口(6)；所述采集通道(1)与电流放大部分(2)的输入端相连，电流放大部分(2)的输出端与模数转换部分(3)的输入端相连，模数转换部分(3)的输出端与微处理器(4)相连，微处理器(4)与端口(6)相连；采集通道(1)的通道数目至少有三个。
2.根据权利要求1所述的微电流检测�？椋涮卣髟谟谖⒋砥�(4)和端口(6)之间设有桥接转换芯片(5)。
3.根据权利要求2所述的微电流检测�？椋涮卣髟谟谖⒋砥�(4)上设有I2C串行接口和SPI接口，I2C串行接口与模数转换部分(3)的引脚连接，SPI接口与桥接转换芯片 (5)的引脚连接。
4.根据权利要求1所述的微电流检测�？椋涮卣髟谟诙丝�(6)是USB端口。
5.根据权利要求1所述的微电流检测�？椋涮卣髟谟诓杉ǖ�(1)共有两片开关； 每片开关有八个采集通道(1)，构成十六路采集通道。
专利摘要本实用新型涉及电流检测领域，公开了一种微电流检测�？�。微电流检测�？榘ú杉ǖ�(1)，电流放大部分(2)，模数转换部分(3)，微处理器(4)和端口(6)；采集通道(1)与电流放大部分(2)的输入端相连，电流放大部分(2)的输出端与模数转换部分(3)的输入端相连，模数转换部分(3)的输出端与微处理器(4)相连，微处理器(4)通过端口(6)将数据传送给上位机。本实用新型具有检测多组微电流的功能，上位机可通过端口通信来设置采集通道的输入口位置、采集速率。
文档编号G01R19/25GK202217012SQ20112034015
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月13日 优先权日2011年9月13日
发明者章超, 顾华良 申请人:湖州美奇医疗器械有限公司
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