您想使用微控制器测量高达 500 µA 的电流。除非有您没有告诉我们的限制条件，否则低端电流检测电阻器似乎是显而易见的选择。对于 1 kV，下降一伏或几伏应该是可以接受的。

假设您想要 500 µA 时的 3.0 V。算一算。(3.0 V)/(500 µA) = 6 kΩ。在负载的底端和接地之间，您将获得一个 0 到 3.0 V 的信号，指示 0 到 500 µA。

由于周围的电压很大，我会在这个 3 V 信号和 A/D 之间设置一些保护。添加一些串联电阻，然后将二极管削波到地和 3.3 V 或其他东西。

使用 12 位 A/D（现在很容易内置到微控制器中），您可以获得大约 122 nA 的分辨率。如果这还不够好，如果您的带宽足够低，请使用外部 A/D，例如 delta-sigma。

添加

二极管和 R4 的放置在您的原理图中没有意义。

这是我上面描述的：

R2 是电流电压转换器。它在 500 µA 时产生 3.0 V。D1 和 D2 将结果剪辑到安全水平，R1 为它们提供工作阻抗。

削波的一个缺点是 OUT 的阻抗变高。上面显示的 OUT 需要在驱动 A/D 输入之前进行缓冲。这可以使用运算放大器作为电压跟随器来完成。

由于无论如何您最终都会在那里使用运算放大器，因此您可以考虑降低 R2 并使用运算放大器进行放大。这是否有意义取决于您尚未告诉我们的各种权衡。

这将是奥林正在考虑的示意图，并带有一些奖金。

^{模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图}

齐纳二极管可能有相当高的漏电流，你需要一个漏电流非常低的保护，因为你要测量的电流很小。

因此，D3 将创建一个 3V 基准，具有将过电流分流到地的能力。只有出现问题时，D1/D2 才会打开。D1 和 D2 为普通硅二极管，应选择低漏电流。

原理图编辑器使用了 1N4148，但根据数据表，泄漏非常高。你可以试试1N3595，它的泄漏要低得多。我特意选择了一个通孔零件，因为通孔的引脚间距更宽，更容易实现低泄漏...

如果需要，C1 提供一些低通滤波。如果不删除 R5/C1。

请注意，只有当 R3 能够承受 1kV 且不产生电弧或燃烧，或者电源因过流等原因而关闭时，才能完全防止 R1 短路。

如果您的 1kV 电源只能输出几毫安，那么二极管 D2-D3 将保护您的微型 ADC，但 R2/R3 会产生电弧并死亡。不是很贵的零件，所以您可以选择是否过度设计。

一种选择是使用与负载串联的光隔离器：

^{模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图}

这样做的好处是您可以将高压与微控制器完全隔离。

主要缺点是光隔离器的电流传输比 (CTR) 会发生变化，因此需要进行一些校准。根据您需要的测量精度，您可以使用一些具有 100%-1000% CTR 但有点非线性响应的通用模型。如果您需要更高的精度，可以使用线性化光隔离器，但它们的 CTR 仅为 1% 左右，这意味着您没有放大信号，而是衰减了信号，并且需要在低压侧添加一个运算放大器。