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带闭环监测0~2.5mA信号发生器

TI7o2dm6Zq 发布于2025-04-21 15:44:18 CC BY-NC协议 分类: 侵权投诉
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简介:

一款可以用于产生精密毫安电流源的信号发生模块,带自闭环测量功能,可测量实时输出电流。输出具有0.001mA分辨率,0~2.5mA输出量程,测量具有0.1uA分辨率,0~2.66mA测量范围。输出和测量初始精度为0.1%FS。

应用场景:

1、 作为电流信号校验模块。如万用表毫安电流档测试,模块具有高分辨、高精度的特点,可以作为三位半、四位半等万用表或毫安电流表的校验信号源,输出给定信号进行精度测试。 2、 作为高精度电流源,用于进行欧姆测试、二极管伏安特性测试等,模块可以产生可编程输出的恒流源,配合电压表即可实现欧姆电阻测量,二极管压降、伏安特性等功能。

一、产品概述

1、 采用12位数模转换器DAC7311,具有1LSB相对精度(max)。

2、 采用REF5025电压基准,8ppm/℃最大温漂,0.1%精度。

3、 采用OPA2188轨到轨零漂移精密运放。

4、 采用INA186专用电流感应放大器

5、 采用16位模数转换器ADS1115。

6、 主控采用STM32G030F单片机。

7、 带保护电路,接入电压源不会使电流源内部电路损坏。

8、 引出两个GPIO以及一个串口供扩展使用。

9、 显示采用0.96寸OLED显示屏,显示清晰直观,BOM表中未含有,请自备或购买。具体参数见产品参数4。


二、产品参数

1、 设计输出量程0~2.5mA,分辨率0.001mA,初始精度0.1%FS输出端子为 5.0mm接线端子。

2、 电源输入需求14~20V,采用5.0mm接线端子输入(带接反保护,注意事项在备注)。

3、 初始输出范围为0~2.5mA,精度为0.1%FS;测量范围为0~2.66mA,分辨率0.1uA,初始精度0.1%FS。

4、 负载电阻<1000Ω(2.5mA时)。

5、 GPIO以及UART扩展接口为2.54mm排针。

6、 OLED为IIC接口,SSD1312驱动,从机地址0x78,3.3/5V供电,管脚排列GND、VCC、SCL、SDA。


三、使用说明

1、 为模块接入电源(注意正负极,有防接反保护),需求电流。

2、 模块上电,OLDE屏点亮显示当前数据。

3、 将恒流输出回路接入待测电路中(或者串电流表)。

4、 下方的按键分别为左、右移位按键,减少、增加键。单击即可进入相关功能。

5、 单击左、右移位按键,SV数字底下下划线光标左右移动,选定数字下方,即修改该位数据。

6、 单击减少、增加按键即可对光标所在数字位进行加减操作。

7、 PV值显示的数据为实际测量回读电流数值。

带闭环监测0~2.5mA信号发生器硬件项目图1

四、备注

1、成本构成

元器件成本:¥ 25元(不含PCB,某宝购买元件)

其他外设OLED成本:¥8 元

总计:¥33 元


2、细节备注

1、 烧录需要准备J-link烧录模块,请自备。

2、 本模块需要下载代码驱动(硬件+软件),提供hex文件供烧录,代码开源。代码用KEIL5开发,工程名为stm32.uvproj。详见附件。

3、 代码烧录使用KEIL5软件通过J-link烧录器以SWD方式烧录,烧录教程在附件中,KEIL5软件请自备。源代码文件中有hex文件,其他烧录方式可自行探索,其他烧录方式不提供参考教程。

4、 电路中运放周边的电阻请全部使用0.1%精度25ppm的精密电阻(或更优)。以实现测量精度(测试中的电阻为0.1%、25ppm),R1/2/5/15精度越高初始准确度越高。

5、PCB标注电源输入为14-24V,推荐使用14V供电最佳,电压越高线性稳压芯片会发热增大,超过20V供电时请注意发热情况,以防线性稳压芯片发热过大造成烧坏;另外串口引出排针处的3V3电源仅可输出约15mA电流,切勿过流使用。

6、 使用线性电源供电时,可以使用H1短接跳线端子,以适当减低供电电压,如使用12V线性稳压电源时可使用H1进行短接可以正常工作,正常情况不推荐使用。


3、注意事项

本模块保护电路保护能力有限,切勿接入高电压中(如50Vpp以上),以免造成元件烧坏或人身伤害。


五、测试视频

视频演示了模块逐渐改变输出设置,模块输出(0~2.5)mA信号至四位半万用表测量,万用表测量模块输出实际值。可对比设定输出值、闭环测量实时值和万用表测量值数据。因万用表精度有限,测量误差可参考。(万用表型号UT39E+,四位半分辨率)。


六、更新日志

V1.0 首次上传

电流源 信号源 信号发生器
最近更新时间 2025-04-21 15:44:18
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