虹科多功能电流电压采集方案

01电流电压采集基础概念和应用

电流采集、电压采集、电能充电量测试和功率测试在不同领域都有着广泛的应用

▲汽车电子：电池管理系统BMS、发动机控制系统、车身电子系统

▲航空航天：飞行控制系统，航空电源管理系统、航空电子设备

▲消费电子：移动设备、便携式音频设备、无人机及遥控器

电流电压采集以及其他扩展的功能测试的意义概括起来有以下内容：

常见的电流电压采集的仪器设备有哪些呢？

首先是电流采集：

电压信号的采集一般我们比较常见的就是示波器和采集卡：

此外，对于功率测试，电能测试、电池充放电测试在市面上都可以找到对应的产品，譬如说功率计、电能监测仪、USB充电测试仪等等。

02传统电流电压采集仪器

首先从整个设备平台而言，相比现代微型化、轻量化的测试仪器，传统测试设备通常体积更大，不便于携带、集成和使用。诸如我们常见的台式示波器或者功率分析仪，现在都可以做成一个可集成的测量模块，直接接入PC端测量读数分析。

其次是测试功能，传统采集仪器通常只能进行单一参数（如电流、电压、功率）的测试，不能满足多个电学参数同时测试的需求。同时，它们也缺乏一些新颖功能，如数据记录、数据实时上传、支持多种控制通信接口等等。

在测量精度方面，传统检测仪器通常精度较低，误差较大，受到环境条件变化的影响较大。特别是测量高频信号或者小信号时，由于仪器内部噪声和受到干扰等因素的影响，其测试精度进一步下降。

最后，所有的限制都体现在采集效率偏低。传统采集仪器采集电流电压时，通常需要手动操作，需要人工计算、记录，测试效率较低。在需要进行大量重复测试时，人工操作的疲劳和误差会进一步减缓测试速度并降低测试精度。

03虹科多功能电流电压采集模块

传统的电压电流采集仪器在电流电压采集时存在种种限制，那有没有这么一款自动化电流电压采集模块呢？它既具备电流电压采集、电能、功率、充电量等各种功能测试，又可以高效准确，自动化地完成工业制造中每一项检测任务呢？为此，虹科推出一款完全自研的多功能电流电压采集模块，他具有体积小易集成，测试功能多样，测试精度高，可程控完成自动化测试等诸多优点。

从硬件组成来讲，模块正面提供各个功能接口。供电接口为模块提供工作电源，采集状态指示灯可以显示数据通讯活动状态，故障报警等等。通讯接口提供了RS485，汽车CAN总线以及USB接口，可直接接入电脑监测电流电压。同时，参数设置接口可选工作模式，波特率适配选择等等。为匹配双线485或者CAN上面的阻抗，配置了120欧终端电阻，减少数据传输存在的发射和干扰。

模块背面则是8个输入通道接口，每个接口包括4个引脚，分别是 GND,V+,I-和 I+。

与此同时，除了硬件，我们的电流电压采集方案中，也包括了可选的定制软件开发服务。左边这张图显示了模块的软件系统，整个界面上半部分是一些功能配置界面，下半部分就是监测数据显示界面。

▲USB:使用USB连接电脑，并且安装相应的驱动，既可以在设备下拉框里识别到设备

▲采集开始/停止窗口：控制设备的采集与停止。

▲复选框：可以选择想要采集的数据类型，勾选后，在数据显示区域会出现相应的数据展示页，展示波形以及当前采集到的值。

▲累加：能耗/充电量是一个随着时间累加的值，按此按钮可以将累加重置，重新开始计算

▲挡位选择：有两档选择，可以选择让数据以较小单位或者是较大单位显示。

▲图表界面：该区域以图表和数值的形式显示采集到的数据，可以通过右键来设置显示图表的内容。

04虹科多功能电流电压采集模块优势

模块化仪器：体积小，容易集成到大型测试系统中,实现电流电压实时智能监测，实时上传测试数据。当然也可以作为一个独立的测试系统使用，直接将UUT的电流电压数据实时上传至上位机

多功能：可以实现各种常规的电参数的采集测试，包括电流电压采集，功率实时测试，电能耗能计算，充电量的快速测试等诸多功能。其次我们的产品匹配工业测试中的各种通讯接口，例如CAN/RS485/USB等等，与PC电脑端进行数据交互，实现程控电流电压高效采集。同时，具备多种电流采集方案，支持电流的高边和低边测试。该模块也可以当成电池供电状态的记录仪，实时监测是对电池运行状态，保障设备的正常运行和延长电池的使用寿命。除此之外，虹科还可以根据用户的需求，定制一些其他的电参数实时测试功能。只要你有需求，虹科会不断升级迭代这款电流电压采集模块。

测量精度高：采集模块的电压分辨率在0.195 mV, 电流分辨率在µA级别，相比于传统的测试仪器测量精度更高。功率误差仅只有读数的0.1%。并且模块可以在0-55摄氏度，湿度90%以内，海拔4000m的工作环境中正常使用。
采集效率高：关于电流/电压采集，我们就是要在保证测量结果的准确性和实时性之下，可以实现高效率电参数采集。虹科多功能电流/电压采集模块恰恰能够实现这样的测试需求。

05电流电压采集模块应用

基于上述模块介绍，这里我给大家讲一下我们的产品如何实际应用的，以汽车故障诊断为例：

随着汽车技术的发展，汽车诊断的难点由机械部件转为汽车电控系统，从而带来了汽车诊断思路的重大改变，如何利用先进工具进行精确检测成为现代汽车维修的关键。

对于汽车电路上的隐蔽故障，利用模块，使用电压降检测方法测试电路中任何部分是否存在多余的电阻，包括线路中、电路保护设备和开关，以及任何接地连接，从而可以轻易找到电路接触不良，连接松动、磨损、烧蚀等故障位置。

对于汽车传感器或者执行器故障，可以使用模块的电压波形检测手段，精确查找这类故障。例如氧传感器信号，不同的电压值对应不同的空气燃烧比，通过采集传感器的电压波形，可以分析传感器的故障细节。

最后，在汽车维修过程中，会遇到许多负载部件故障( 例如起动机、冷却风扇、喷油器电磁阀、油泵等)，目前许多汽修人员对这类故障往往只是通过简单的换件来确认故障，即使深入查找也往往通过大拆大卸来确认故障的确切原因，很多拆装甚至造成了人为故障，那么有没有一种方法可以通过免拆进行这类故障的准确确认呢？

这里引荐的方法是利用负载的电流波形分析来进行排故。当闭合负载开关时，电路通路，负载开始工作，电压开始推动电子，因此要花几毫秒的时间才能达到电流饱和，当然欧姆定律决定了饱和电流值，所以电流波形开始时是斜坡上升，直到完全饱和；当开关断开时，这一动作迫使电路中的电子几乎立即停止，电流立即下降。这样就构成了一个典型的电流波形。比如，当使用电流波形检测电磁阀绕组（或者点火线圈初级绕组）时，电流建立太快表示绕组短路。