專利名稱：羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置的制作方法
CN 102928800 A書明說1/4頁羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電流測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及電流測試設(shè)備的準(zhǔn)確度檢測裝置，尤其是羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置。
背景技術(shù)：
羅氏線圈是一種應(yīng)用成熟的電流采樣元件，它具有精度高、測量范圍寬、頻率特性優(yōu)、非飽和及線性好的諸多優(yōu)點。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，羅氏線圈在電流測量領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，為了保證羅氏線圈的質(zhì)量和使用過程中的準(zhǔn)確與可靠，對羅氏線圈的電流測量準(zhǔn)確度進(jìn)行檢測是非常必要的，羅氏線圈的電流測量準(zhǔn)確度是電流測試領(lǐng)域的一項重要試驗，羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置是開展此試驗的主要設(shè)備。
羅氏線圈實際上是一種特殊結(jié)構(gòu)的空心線圈，依據(jù)被測電流的變化感應(yīng)出電壓信號以此反映被測電流值，其工作的等效電路如圖I所示，由圖可以看出，羅氏線圈的輸出電壓正比于被測電流對時間的微分，如果要恢復(fù)出與實際測量電流的成比例信號，需要添加相應(yīng)的積分環(huán)節(jié)。目前，針對羅氏線圈的電流測量準(zhǔn)確度檢測有著廣闊的需求，然現(xiàn)有檢測裝置的精度不高，試驗系統(tǒng)接線繁瑣，檢測過程效率低下。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有檢測技術(shù)的缺點，提供一種可方便檢測羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度的檢測裝置。該檢測裝置采用比較的方式通過羅氏線圈的電流測量值與標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的電流測量值進(jìn)行比較，采用一條專用電纜快捷的連接到羅氏線圈的信號輸出端，標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的二次輸出端通過電流/電壓信號轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號， 用另一條電纜連接模擬電壓信號輸出端，通過不同的信號采集通道連接兩條專用電纜，結(jié)合同步采集信號的發(fā)出，同時采集兩路信號并進(jìn)行比較測差計算，得出羅氏線圈的電流測量誤差，用于檢測羅氏線圈的電流測量特性，并可方便的進(jìn)行量值溯源。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置，包括信號采集系統(tǒng)、信號分析處理系統(tǒng)和人機交互界面；所述信號采集系統(tǒng)包括被檢測羅氏線圈的羅氏線圈輸入信號通道和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道；所述羅氏線圈輸入信號通道包括模擬積分器輸入通道和數(shù)字積分器輸入通道；所述模擬積分器輸入通道、數(shù)字積分器輸入通道和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道和輸出端連接信號分析處理系統(tǒng)的輸入端，所述信號分析處理系統(tǒng)的輸出端連接至人機交互界面；模擬積分器輸入通道、數(shù)字積分器輸入通道的輸入端連接被檢測羅氏線圈； 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道的輸入端通過連接信號轉(zhuǎn)換器連接標(biāo)準(zhǔn)電流互感器；測量暫態(tài)沖擊電流信號時，羅氏線圈采集到的信號送入模擬積分器輸入通道中；在測量穩(wěn)態(tài)工頻電流信號時，羅氏線圈采集到的信號送入數(shù)字積分器輸入通道中；信號分析處理系統(tǒng)同時采集羅氏線圈輸入信號和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器輸入信號，并進(jìn)行比較測差計算，得出羅氏線圈的電流測量誤差并通過人機交互界面進(jìn)行顯示。3
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述信號采集系統(tǒng)還包括同步采集信號單元；同步采集信號單元同時發(fā)送同步采集信號給羅氏線圈輸入信號通道和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道，控制羅氏線圈輸入信號通道和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道將采集的測量數(shù)據(jù)同步輸入信號分析處理系統(tǒng)。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于所述同步采集信號采用脈沖串的形式發(fā)送給羅氏線圈輸入信號通道和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于模擬積分器輸入通道采用低頻增益平坦化的模擬積分器。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于數(shù)字積分器輸入通道采用基于復(fù)化辛普森公式和數(shù)字信號處理器的數(shù)字積分器。
本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于信號分析處理系統(tǒng)設(shè)置于接地的屏蔽外殼內(nèi)。
現(xiàn)對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明采用兩種不同的積分器電路實現(xiàn)羅氏線圈的電流測量信號采集處理，既可以完成對暫態(tài)電流的測量準(zhǔn)確度檢測，也可以完成對穩(wěn)態(tài)電流的測量準(zhǔn)確度檢測；本發(fā)明將信號采集單元、同步信號發(fā)生器、分析處理單元及人機交互單元功能集合布置安裝到裝置內(nèi)部，能夠有效地提高電磁抗擾度，使得整臺裝置體積小、重量輕、攜帶方便。


圖I為羅氏線圈工作原理等效電路圖2為本發(fā)明羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3為羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測線路連接示意圖。
圖中1為模擬積分器輸入通道。2為數(shù)字積分器輸入通道，3為同步信號發(fā)生器， 4為標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道，5為信號分析處理系統(tǒng)，6為人機交互界面，7為羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置，8為羅氏線圈，9為標(biāo)準(zhǔn)電流互感器，10為信號轉(zhuǎn)換器。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
參見圖I，羅氏線圈的工作原理是當(dāng)測量電流Ix流過線圈M時，在線圈的出線端會感應(yīng)出感應(yīng)電動勢，考慮Rtl和Ctl分別為羅氏線圈連接電纜的等效電阻和分布電容，經(jīng)過取樣電阻R的采集，羅氏線圈的感應(yīng)電動勢可用Ut表示，且Ut與電流Ix的變化率成比例，Ut 電壓信號是對測量電流Ix的微分，相角相差90°。
參見圖2，本發(fā)明的羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置7包括被檢測羅氏線圈的模擬積分器輸入通道I和數(shù)字積分器輸入通道2，同步采集器的輸出同步采集信號單元3， 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道4，設(shè)備內(nèi)包含有信號分析處理系統(tǒng)5，用來接收信號輸入通道采集到的數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)同步采集信號3的控制，信號分析處理系統(tǒng)5與人機交互界面6進(jìn)行互聯(lián)，用于完成檢測數(shù)據(jù)的顯示及外部設(shè)備對羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置7的設(shè)置。
本發(fā)明的具體連接關(guān)系如下
在羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置7上固定有羅氏線圈輸入信號通道，羅氏線圈輸入信號通道由模擬積分器輸入通道I和數(shù)字積分器輸入通道2組成，其中模擬積分器輸入通道I接收羅氏線圈輸入的暫態(tài)信號，用來測量沖擊電流，數(shù)字積分器輸入通道2接收羅氏線圈輸入的穩(wěn)態(tài)信號，用來測量工頻電流。標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道4采用模擬量輸入方式接收標(biāo)準(zhǔn)電流互感器送來的模擬信號，并將此信號送入檢測裝置。本發(fā)明的信號分析處理系統(tǒng)5通過控制同步采集信號單元3發(fā)出同步信號，在進(jìn)行羅氏線圈輸入信號和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號采集時，通過同步采集信號單元3發(fā)出的同步脈沖進(jìn)行精確的同步采樣，該采集系統(tǒng)中，模擬積分器輸入通道I采用低頻增益平坦化的模擬積分器，數(shù)字積分器輸入通道2采用基于復(fù)化辛普森公式和數(shù)字信號處理器的數(shù)字積分器，標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號采用高精度時鐘和專用的數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，該采集系統(tǒng)可根據(jù)環(huán)境溫度的變化對采集信號的轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行補償，避免溫漂對測量準(zhǔn)確度的影響，同時具有響應(yīng)速度快、抑制低頻噪聲好的特點。本發(fā)明的信號分析處理系統(tǒng)5將采集到的兩路數(shù)據(jù)進(jìn)行運算處理；本發(fā)明的人機交互界面6將分析處理系統(tǒng)得出的數(shù)據(jù)參量實時顯示，同時表征羅氏線圈測量準(zhǔn)確度的技術(shù)參數(shù)也將以誤差數(shù)據(jù)和波形的方式同步顯示，通過檢測裝置的外部設(shè)備接口對處理系統(tǒng)進(jìn)行試驗配置，其包含有羅氏線圈輸入信號通道選擇、不同羅氏線圈的參數(shù)配置、測量波形輸出、硬拷貝及打印等功能，整臺監(jiān)測裝置7采用屏蔽外殼進(jìn)行整體屏蔽，提高裝置的抗干擾性能，并將內(nèi)部組件進(jìn)行可靠固定，提高裝置的穩(wěn)定性，具有便于攜帶、易于擴展功能、提聞檢測工作效率等優(yōu)點。
本發(fā)明的工作原理如下
參見圖2和圖3，本發(fā)明在實施具體檢測時，為了避免外部電磁場的干擾，在該檢測裝置內(nèi)部處理單元部分采用屏蔽外殼進(jìn)行整體屏蔽，同時將該屏蔽外殼進(jìn)行接地。將一次電流依次接入羅氏線圈8和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器9中，通過羅氏線圈8和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器 9完成一次電流信號的采集，在測量暫態(tài)沖擊電流信號時，將羅氏線圈8采集到的信號送入模擬積分器輸入通道I中，在測量穩(wěn)態(tài)工頻電流信號時，將羅氏線圈8采集到的信號送入數(shù)字積分器輸入通道2中，標(biāo)準(zhǔn)電流互感器9采集到的電流信號經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換器10實現(xiàn)采集信號的電流/電壓轉(zhuǎn)換，然后將羅氏線圈8和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器9兩路采集通道輸入到羅氏線圈準(zhǔn)確度檢測裝置7中，在數(shù)據(jù)的采集中，同步采集信號單元3用來保證兩路采集數(shù)據(jù)的同步接收，為了保證測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，該同步信號采用脈沖串的形式發(fā)送， 同時采集多組測量數(shù)據(jù)，之后將采集的多組數(shù)據(jù)送入檢測裝置的核心單元-信號分析處理系統(tǒng)5，該處理系統(tǒng)借助離散傅里葉變換技術(shù)實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的多點分析，結(jié)合測差公式JX— D1對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、分析、處理后，表征羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度的測量結(jié)果被存儲、顯示、打印或以其它方式(USB接口)輸出，完成這些功能都是通過人機交互界面6來實現(xiàn)的；其中Dsf為羅氏線圈的電流測量值，De為標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的電流測量值。
綜上所述，本發(fā)明的羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度裝置數(shù)據(jù)輸入接口采用專用連接頭，接線方便，響應(yīng)速度快，測量結(jié)果準(zhǔn)確度高，顯示界面和按鍵操作相結(jié)合，畫面直觀，操作簡單易用，功能可擴展性強，既可用于羅氏線圈暫態(tài)電流的準(zhǔn)確度檢測，也可用于羅氏線圈穩(wěn)態(tài)電流的準(zhǔn)確度檢測。本發(fā)明裝置提高了羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度的檢測工作效率。
盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式
，上述的具體實施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置，其特征在于，包括信號采集系統(tǒng)、信號分析處理系統(tǒng)(5)和人機交互界面(6)； 所述信號采集系統(tǒng)包括被檢測羅氏線圈的羅氏線圈輸入信號通道和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道(4);所述羅氏線圈輸入信號通道包括模擬積分器輸入通道(I)和數(shù)字積分器輸入通道(2)； 所述模擬積分器輸入通道(I)、數(shù)字積分器輸入通道(2)和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道(4)和輸出端連接信號分析處理系統(tǒng)(5)的輸入端，所述信號分析處理系統(tǒng)(5)的輸出端連接至人機交互界面(6); 模擬積分器輸入通道(I)、數(shù)字積分器輸入通道(2 )的輸入端連接被檢測羅氏線圈(8 );標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道(4)的輸入端通過連接信號轉(zhuǎn)換器(10)連接標(biāo)準(zhǔn)電流互感器(9); 測量暫態(tài)沖擊電流信號時，羅氏線圈(8)采集到的信號送入模擬積分器輸入通道(I)中；在測量穩(wěn)態(tài)工頻電流信號時，羅氏線圈(8)采集到的信號送入數(shù)字積分器輸入通道(2)中； 信號分析處理系統(tǒng)(5)同時采集羅氏線圈輸入信號和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器輸入信號，并進(jìn)行比較測差計算，得出羅氏線圈的電流測量誤差并通過人機交互界面(6 )進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置，其特征在于，所述信號采集系統(tǒng)還包括同步采集信號單元(3);同步采集信號單元(3)同時發(fā)送同步采集信號給羅氏線圈輸入信號通道和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道(4)，控制羅氏線圈輸入信號通道和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道(4)將采集的測量數(shù)據(jù)同步輸入信號分析處理系統(tǒng)(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置，其特征在于，所述同步采集信號采用脈沖串的形式發(fā)送給羅氏線圈輸入信號通道和標(biāo)準(zhǔn)電流互感器信號輸入通道⑷。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置，其特征在于，模擬積分器輸入通道(I)采用低頻增益平坦化的模擬積分器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置，其特征在于，數(shù)字積分器輸入通道(2)采用基于復(fù)化辛普森公式和數(shù)字信號處理器的數(shù)字積分器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置，其特征在于，信號分析處理系統(tǒng)(5)設(shè)置于接地的屏蔽外殼內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度檢測裝置，包括信號采集系統(tǒng)、信號處理分析系統(tǒng)和人機交互界面三大部分；信號采集系統(tǒng)由信號輸入通道和同步采集信號單元組成，通過專用線纜將采集信號送入信號輸入通道的輸入端，信號采集通道的輸出端連接在信號處理分析系統(tǒng)的輸入端，信號處理分析系統(tǒng)的輸出端連接有人機交互界面，通過人機交互界面完成檢測試驗的設(shè)置，控制和輸出。該檢測裝置通過專用連接頭可方便的連接到羅氏線圈，依據(jù)不同的羅氏線圈測量信號配置相應(yīng)的積分器輸入通道，通過分析處理系統(tǒng)的設(shè)置，能夠?qū)崟r的完成羅氏線圈性能評價指標(biāo)的顯示、存儲和打印等；本發(fā)明用于羅氏線圈電流測量準(zhǔn)確度的特性檢測，能夠方便的進(jìn)行量值溯源。
文檔編號G01R35/00GK102928800SQ20121042826
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者袁淵, 任穩(wěn)柱, 姜寧 申請人:中國西電電氣股份有限公司