電流電壓采集基礎(chǔ)概念和應(yīng)用01電流采集、電壓采集、電能充電量測(cè)試和功率測(cè)試在不同領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用

▲汽車電子：電池管理系統(tǒng)BMS、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、車身電子系統(tǒng)

▲航空航天：飛行控制系統(tǒng)，航空電源管理系統(tǒng)、航空電子設(shè)備

▲消費(fèi)電子：移動(dòng)設(shè)備、便攜式音頻設(shè)備、無(wú)人機(jī)及遙控器

電流電壓采集以及其他擴(kuò)展的功能測(cè)試的意義概括起來(lái)有以下內(nèi)容：

常見(jiàn)的電流電壓采集的儀器設(shè)備有哪些呢？

首先是電流采集：

電壓信號(hào)的采集一般我們比較常見(jiàn)的就是示波器和采集卡：

此外，對(duì)于功率測(cè)試，電能測(cè)試、電池充放電測(cè)試在市面上都可以找到對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品，譬如說(shuō)功率計(jì)、電能監(jiān)測(cè)儀、USB充電測(cè)試儀等等。

02 傳統(tǒng)電流電壓采集儀器

首先從整個(gè)設(shè)備平臺(tái)而言，相比現(xiàn)代微型化、輕量化的測(cè)試儀器，傳統(tǒng)測(cè)試設(shè)備通常體積更大，不便于攜帶、集成和使用。諸如我們常見(jiàn)的臺(tái)式示波器或者功率分析儀，現(xiàn)在都可以做成一個(gè)可集成的測(cè)量模塊，直接接入PC端測(cè)量讀數(shù)分析。

其次是測(cè)試功能，傳統(tǒng)采集儀器通常只能進(jìn)行單一參數(shù)（如電流、電壓、功率）的測(cè)試，不能滿足多個(gè)電學(xué)參數(shù)同時(shí)測(cè)試的需求。同時(shí)，它們也缺乏一些新穎功能，如數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳、支持多種控制通信接口等等。

在測(cè)量精度方面，傳統(tǒng)檢測(cè)儀器通常精度較低，誤差較大，受到環(huán)境條件變化的影響較大。特別是測(cè)量高頻信號(hào)或者小信號(hào)時(shí)，由于儀器內(nèi)部噪聲和受到干擾等因素的影響，其測(cè)試精度進(jìn)一步下降。

最后，所有的限制都體現(xiàn)在采集效率偏低。傳統(tǒng)采集儀器采集電流電壓時(shí)，通常需要手動(dòng)操作，需要人工計(jì)算、記錄，測(cè)試效率較低。在需要進(jìn)行大量重復(fù)測(cè)試時(shí)，人工操作的疲勞和誤差會(huì)進(jìn)一步減緩測(cè)試速度并降低測(cè)試精度。

虹科多功能電流電壓采集模塊03石化設(shè)備是指用于石油、天然氣等天然資源的加工與轉(zhuǎn)化的設(shè)備。石化設(shè)備的種類繁多，主要包括煉油設(shè)備、石化裝置、化工設(shè)備、氣體設(shè)備等。下面一起來(lái)了解一下這些設(shè)備的工作原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍吧。

傳統(tǒng)的電壓電流采集儀器在電流電壓采集時(shí)存在種種限制，那有沒(méi)有這么一款自動(dòng)化電流電壓采集模塊呢？它既具備電流電壓采集、電能、功率、充電量等各種功能測(cè)試，又可以高效準(zhǔn)確，自動(dòng)化地完成工業(yè)制造中每一項(xiàng)檢測(cè)任務(wù)呢？為此，虹科推出一款完全自研的多功能電流電壓采集模塊，他具有體積小易集成，測(cè)試功能多樣，測(cè)試精度高，可程控完成自動(dòng)化測(cè)試等諸多優(yōu)點(diǎn)。

從硬件組成來(lái)講，模塊正面提供各個(gè)功能接口。供電接口為模塊提供工作電源，采集狀態(tài)指示燈可以顯示數(shù)據(jù)通訊活動(dòng)狀態(tài)，故障報(bào)警等等。通訊接口提供了RS485，汽車CAN總線以及USB接口，可直接接入電腦監(jiān)測(cè)電流電壓。同時(shí)，參數(shù)設(shè)置接口可選工作模式，波特率適配選擇等等。為匹配雙線485或者CAN上面的阻抗，配置了120歐終端電阻，減少數(shù)據(jù)傳輸存在的發(fā)射和干擾。

模塊背面則是8個(gè)輸入通道接口，每個(gè)接口包括4個(gè)引腳，分別是 GND,V+,I-和 I+。

與此同時(shí)，除了硬件，我們的電流電壓采集方案中，也包括了可選的定制軟件開(kāi)發(fā)服務(wù)。左邊這張圖顯示了模塊的軟件系統(tǒng)，整個(gè)界面上半部分是一些功能配置界面，下半部分就是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示界面。

▲USB:使用USB連接電腦，并且安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，既可以在設(shè)備下拉框里識(shí)別到設(shè)備

▲采集開(kāi)始/停止窗口：控制設(shè)備的采集與停止。

▲復(fù)選框：可以選擇想要采集的數(shù)據(jù)類型，勾選后，在數(shù)據(jù)顯示區(qū)域會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)展示頁(yè)，展示波形以及當(dāng)前采集到的值。

▲累加：能耗/充電量是一個(gè)隨著時(shí)間累加的值，按此按鈕可以將累加重置，重新開(kāi)始計(jì)算

▲擋位選擇：有兩檔選擇，可以選擇讓數(shù)據(jù)以較小單位或者是較大單位顯示。

▲圖表界面：該區(qū)域以圖表和數(shù)值的形式顯示采集到的數(shù)據(jù)，可以通過(guò)右鍵來(lái)設(shè)置顯示圖表的內(nèi)容。

虹科多功能電流電壓采集模塊優(yōu)勢(shì)01

模塊化儀器：體積小，容易集成到大型測(cè)試系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)電流電壓實(shí)時(shí)智能監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)上傳測(cè)試數(shù)據(jù)。當(dāng)然也可以作為一個(gè)獨(dú)立的測(cè)試系統(tǒng)使用，直接將UUT的電流電壓數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至上位機(jī)

02

多功能：可以實(shí)現(xiàn)各種常規(guī)的電參數(shù)的采集測(cè)試，包括電流電壓采集，功率實(shí)時(shí)測(cè)試，電能耗能計(jì)算，充電量的快速測(cè)試等諸多功能。其次我們的產(chǎn)品匹配工業(yè)測(cè)試中的各種通訊接口，例如CAN/RS485/USB等等，與PC電腦端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)程控電流電壓高效采集。同時(shí)，具備多種電流采集方案，支持電流的高邊和低邊測(cè)試。該模塊也可以當(dāng)成電池供電狀態(tài)的記錄儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是對(duì)電池運(yùn)行狀態(tài)，保障設(shè)備的正常運(yùn)行和延長(zhǎng)電池的使用壽命。除此之外，虹科還可以根據(jù)用戶的需求，定制一些其他的電參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)試功能。只要你有需求，虹科會(huì)不斷升級(jí)迭代這款電流電壓采集模塊。

03

測(cè)量精度高：采集模塊的電壓分辨率在0.195 mV, 電流分辨率在μA級(jí)別，相比于傳統(tǒng)的測(cè)試儀器測(cè)量精度更高。功率誤差僅只有讀數(shù)的0.1%。并且模塊可以在0-55攝氏度，濕度90%以內(nèi)，海拔4000m的工作環(huán)境中正常使用。

04

采集效率高：關(guān)于電流/電壓采集，我們就是要在保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性之下，可以實(shí)現(xiàn)高效率電參數(shù)采集。虹科多功能電流/電壓采集模塊恰恰能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的測(cè)試需求。

電流電壓采集模應(yīng)用

基于上述模塊介紹，這里我給大家講一下我們的產(chǎn)品如何實(shí)際應(yīng)用的，以汽車故障診斷為例：

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，汽車診斷的難點(diǎn)由機(jī)械部件轉(zhuǎn)為汽車電控系統(tǒng)，從而帶來(lái)了汽車診斷思路的重大改變，如何利用先進(jìn)工具進(jìn)行精確檢測(cè)成為現(xiàn)代汽車維修的關(guān)鍵。

對(duì)于汽車電路上的隱蔽故障，利用模塊，使用電壓降檢測(cè)方法測(cè)試電路中任何部分是否存在多余的電阻，包括線路中、電路保護(hù)設(shè)備和開(kāi)關(guān)，以及任何接地連接，從而可以輕易找到電路接觸不良，連接松動(dòng)、磨損、燒蝕等故障位置。

對(duì)于汽車傳感器或者執(zhí)行器故障，可以使用模塊的電壓波形檢測(cè)手段，精確查找這類故障。例如氧傳感器信號(hào)，不同的電壓值對(duì)應(yīng)不同的空氣燃燒比，通過(guò)采集傳感器的電壓波形，可以分析傳感器的故障細(xì)節(jié)。

最后，在汽車維修過(guò)程中，會(huì)遇到許多負(fù)載部件故障( 例如起動(dòng)機(jī)、冷卻風(fēng)扇、噴油器電磁閥、油泵等)，目前許多汽修人員對(duì)這類故障往往只是通過(guò)簡(jiǎn)單的換件來(lái)確認(rèn)故障，即使深入查找也往往通過(guò)大拆大卸來(lái)確認(rèn)故障的確切原因，很多拆裝甚至造成了人為故障，那么有沒(méi)有一種方法可以通過(guò)免拆進(jìn)行這類故障的準(zhǔn)確確認(rèn)呢？

這里引薦的方法是利用負(fù)載的電流波形分析來(lái)進(jìn)行排故。當(dāng)閉合負(fù)載開(kāi)關(guān)時(shí)，電路通路，負(fù)載開(kāi)始工作，電壓開(kāi)始推動(dòng)電子，因此要花幾毫秒的時(shí)間才能達(dá)到電流飽和，當(dāng)然歐姆定律決定了飽和電流值，所以電流波形開(kāi)始時(shí)是斜坡上升，直到完全飽和；當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，這一動(dòng)作迫使電路中的電子幾乎立即停止，電流立即下降。這樣就構(gòu)成了一個(gè)典型的電流波形。比如，當(dāng)使用電流波形檢測(cè)電磁閥繞組（或者點(diǎn)火線圈初級(jí)繞組）時(shí)，電流建立太快表示繞組短路。

CONTACT? US以上是虹科虹科多功能電流電壓采集方案的課程回顧，如果您對(duì)虹科方案感興趣或有更多定制需求，歡迎聯(lián)系虹科！

虹科測(cè)試測(cè)量事業(yè)部虹科是在各細(xì)分專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的資源整合及技術(shù)服務(wù)落地供應(yīng)商。在測(cè)試測(cè)量行業(yè)經(jīng)驗(yàn)超過(guò)17年的高科技公司，虹科與世界知名的測(cè)量行業(yè)巨頭公司Marvin Test、Pickering Interface, Spectrum等公司合作多年，提供領(lǐng)域內(nèi)頂尖水平的基于PXI/PXIe/PCI/LXI平臺(tái)的多種功能模塊，以及自動(dòng)化測(cè)試軟件平臺(tái)和測(cè)試系統(tǒng)，通用臺(tái)式信號(hào)源設(shè)備，高速數(shù)字化儀測(cè)試方案等。事業(yè)部目前已經(jīng)提供覆蓋半導(dǎo)體、3C、汽車行業(yè)的超過(guò)25個(gè)大型和超大型自研系統(tǒng)項(xiàng)目。我們的解決方案已在汽車電子、半導(dǎo)體、通信、航空航天、軍工等多個(gè)行業(yè)得到驗(yàn)證。此外，我們積極參與半導(dǎo)體、汽車測(cè)試等行業(yè)協(xié)會(huì)的工作，為推廣先進(jìn)技術(shù)的普及做出了重要貢獻(xiàn)。至今，虹科已經(jīng)先后為全國(guó)用戶提供了100+不同的解決方案和項(xiàng)目，并且獲得了行業(yè)內(nèi)用戶極好口碑。