電壓、電流測量電路的工作原理

　　圖2給出了測量電壓、電流的電路原理圖，本電路實現(xiàn)了被測信號與系統(tǒng)的隔離及線性測量的雙重功能，它既可測量直流電壓信號、也可測量直流電流信號：當(dāng)跳針JP跳到1和2時，該電路進(jìn)行直流電壓測量；當(dāng)跳針跳到1和2時，該電路將輸入直流電流Iin轉(zhuǎn)換成直流電壓進(jìn)行測量。穩(wěn)壓管D1可防止過電壓對電路的沖擊，起到保護測量電路的作用。電壓跟隨器A1具有輸入高阻抗、輸出低阻抗的特性，能夠有效地減小采樣電路的負(fù)載對輸入信號的影響，使得后一級的電路更穩(wěn)定地工作。電容C1、C2用于防止運放A2、A3自激現(xiàn)象，使運放電路穩(wěn)定地工作。運放A2、發(fā)光二極管 LED、光電二極管PD1與阻容元件一起構(gòu)成輸入電路，光電二極管PD1為運放A2引入負(fù)反饋，若發(fā)光二極管LED發(fā)光強度發(fā)生變化，運放A2就會調(diào)整 IF的大小以調(diào)節(jié)發(fā)光二極管的發(fā)光強度，從而使得穩(wěn)定流過光電二極管PD1、PD2的電流。運放A3、光電二極管PD2與阻容元件一起構(gòu)成輸出電路，將流過光電二極管PD2的光電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。

圖2 電壓、電流測量電路

　　1 電壓測量原理分析

　　被測信號是電壓信號Vin時，將跳針跳到1、2。根據(jù)運算放大器“虛斷”、“虛短” 特性，有：

　　2 電流測量原理分析

　　被測信號是電流信號Iin時，將跳針跳到2、3，采樣電阻R1將電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，以供后續(xù)的電路測量。此時，電壓測量電路的輸入電壓為