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申请/专利权人：中国船舶集团有限公司第七一六研究所

摘要：本发明公开了一种高精度4‑20mA电流信号采集电路，该电路包括防反接模块，用于防止信号反接；电流旁路模块，用于接收所述防反接模块输出的电流信号且转化为对应的电压信号，并通过判断该电压信号是否超过预设电压阈值，控制电流的分流，保护后端电路；信号采集模块，用于采集上述电压信号；补偿和校正模块，用于对电压信号进行补偿和校正。本发明通过防反接模块、电流旁路模块、信号采集电路实现过电流、过电压的保护功能，通过补偿和校正模块实现信号的补偿和校正。本保护电路对输入信号影响小，对电流输入信号采集最大误差小于1uA；输入信号出现过大电压或大电流信号时，使过输入电路信号与被保护系统隔离，有效保护后级电路，可靠性高。

主权项：1.一种高精度4-20mA电流信号采集电路，其特征在于，所述电路包括：防反接模块，用于防止信号反接；电流旁路模块，用于接收所述防反接模块输出的电流信号且转化为对应的电压信号，并在判断到该电压信号超过预设电压阈值时，控制电流的分流，保护后端电路；信号采集模块，用于采集上述电压信号；补偿和校正模块，用于对所述电压信号进行补偿和校正；所述防反接模块包括第一PMOS管Q1、二极管D1、第一电阻R1、第二电阻R2，所述第一PMOS管Q1的漏极D连接电流输入端，源极S连接第二电阻R2的一端，栅极G通过第一电阻R1连接电流输出端；所述二极管D1的负极连接第一PMOS管Q1的源极S，正极连接第一PMOS管Q1的栅极G；所述电流旁路模块包括第三电阻R3、运算放大器U1、第二MOS管Q2和电压基准源VREF；所述第三电阻R3的两端分别连接第二电阻R2的另一端和所述电流输出端；所述运算放大器U1的反向输入端连接第三电阻R3和第二电阻R2的公共端，正向输入端连接电压基准源VREF，输出端连接第二MOS管Q2的栅极G，第二MOS管Q2的漏极D和源极S分别连接运算放大器U1的反向输入端和所述电流输出端；所述第三电阻R3接收所述防反接模块输出的电流信号并将其转化为对应的电压信号，运算放大器U1实时监测所述电压信号并与预设阈值电压进行比较，若电压信号超过预设电压阈值，则立即打开第二MOS管Q2，让电流从第二MOS管Q2流过，对流经第三电阻R3的电流进行分流，降低第三电阻R3处的电压；所述防反接模块、电流旁路模块存在漏电流，需要通过补偿和校正模块对漏电流进行补偿，补偿公式为：IIN＝IQ+IR3式中，IQ为信号采集模块采集的漏电流对应的数字量，IR3为信号采集模块采集的经过第三电阻R3的电流对应的数字量，IIN为信号采集模块采集的补偿后的输入电流对应的数字量；利用分段函数给出iIN和iQ的关系iQ＝AiIN+B，最后将iQ补偿回来；关系iQ＝AiIN+B如下： 式中，iQ表示漏电流，iIN为信号采集模块采集到的输入电流。

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