專利名稱：一種電能質(zhì)量監(jiān)測裝置及校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開一種監(jiān)測裝置及校準(zhǔn)方法，特別是一種電能質(zhì)量監(jiān)測裝置及校準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行日益復(fù)雜的情況下，電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，為電網(wǎng)檢測提供了大量的分析數(shù)據(jù)，為電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行起到不可估量的作用。隨著電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)深入發(fā)展，對電能質(zhì)量監(jiān)測精度提出了很高的要求，如國標(biāo)A類標(biāo)準(zhǔn)的儀器就對諧波檢測的精度要求達(dá)到0.05%。而高精度的采樣電阻的精度一般為0. 1 % 0. 5 %左右，電壓電流互感器的精度也在0. 左右，在不考慮各種誤差累加的情況下，單個元器件的精度已經(jīng)滿足不了要求。為了消除器件帶來的精度誤差，大多數(shù)儀器儀表都采用可調(diào)式元器件，在關(guān)鍵線路上采用示波器等測量儀器，逐級進(jìn)行校準(zhǔn)，以消除積累誤差。而在對儀器儀表進(jìn)行校準(zhǔn)時，需要手工操作，效率低下，對人員要求高，不利于大批量生產(chǎn)。所以必須采用高精度儀器所采用的校準(zhǔn)方法對裝置進(jìn)行精度校準(zhǔn)，用以消除元器件本身帶來的誤差。采用軟件校準(zhǔn)方式通常是利用標(biāo)準(zhǔn)信號源輸出一個信號，把標(biāo)準(zhǔn)儀表和被校準(zhǔn)儀表放在同一測試環(huán)境中，得出與標(biāo)準(zhǔn)儀表的差值，輸入到被校準(zhǔn)儀表里面，進(jìn)行誤差校正。目前的標(biāo)準(zhǔn)儀表與被校準(zhǔn)的儀表一般都無法通過軟件方式通訊，大多數(shù)情況下都需采用手工記錄方式，需要手工記錄大量的數(shù)據(jù)才能校準(zhǔn)一臺設(shè)備，不能滿足大批量生產(chǎn)需求。電能質(zhì)量監(jiān)測裝置一般都具有多通道輸入，且需測量的參數(shù)多，又需要滿足大批量的需求，因此，如何找出一種簡便易用的方法，給本領(lǐng)域技術(shù)人員提出一個新的技術(shù)考驗(yàn)。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中的本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是一種電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，監(jiān)測裝置包括互感器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和處理單元，電壓電流源輸入互感器，互感器感應(yīng)信號經(jīng)放大器放大后輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，后輸入給處理單元進(jìn)行處理。一種上述的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的校準(zhǔn)方法，該方法包括初始化和測量，初始化時，對互感器輸入一次以上的基準(zhǔn)值，處理單元記錄各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果， 并對各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果取平均數(shù)，根據(jù)平均數(shù)和基準(zhǔn)值計(jì)算出誤差系數(shù)；測量時，對互感器輸入帶測量電流或電壓，處理單元記錄測量結(jié)果，并根據(jù)測量結(jié)果和誤差系數(shù)計(jì)算出測量輸出值。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案進(jìn)一步還包括所述的互感器為電流互感器或電壓互感器。所述的基準(zhǔn)值為+5V電壓。所述的誤差系數(shù)為平均數(shù)除以基準(zhǔn)值的商。
所述的誤差系數(shù)的倒數(shù)為校準(zhǔn)系數(shù)。所述的測量輸出值為測量結(jié)果乘以校準(zhǔn)系數(shù)的積。所述的初始化時，對互感器輸入十次以上的基準(zhǔn)值，處理單元記錄各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果，并對各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果取平均數(shù)，根據(jù)平均數(shù)和基準(zhǔn)值計(jì)算出誤差系數(shù)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)成本低，通過系統(tǒng)內(nèi)的的操作就能完成電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的校準(zhǔn)，大大提高了生產(chǎn)效率。而且，采用發(fā)明中的校準(zhǔn)方式，還能降低系統(tǒng)對硬件元器件的精度要求。下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
圖1為本發(fā)明測量裝置電路方框示意圖。圖2為本發(fā)明校準(zhǔn)方法流程圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，其他凡其原理和基本結(jié)構(gòu)與本實(shí)施例相同或近似的，均在本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。請參看附圖1，本發(fā)明中的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置主要包括互感器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和處理單元，電壓電流源輸入互感器，互感器感應(yīng)信號經(jīng)放大器放大后輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，后輸入給處理單元進(jìn)行處理。本實(shí)施例中，互感器可為電壓互感器或電流互感器。本發(fā)明中，上述電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的校準(zhǔn)方法包括下述兩個步驟1、初始化初始化時，對互感器輸入一次以上的基準(zhǔn)值，一般的基準(zhǔn)值輸入要達(dá)到 10次以上，以減小誤差，處理單元記錄各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果，并對各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果取平均數(shù)，根據(jù)平均數(shù)和基準(zhǔn)值計(jì)算出誤差系數(shù)；2、測量測量時，對互感器輸入帶測量電流或電壓，處理單元記錄測量結(jié)果，并根據(jù)測量結(jié)果和誤差系數(shù)計(jì)算出測量輸出值。本發(fā)明的最終目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)輸出值=輸入值。本發(fā)明中，有以下幾個概念需要說明基準(zhǔn)值S，一般為標(biāo)準(zhǔn)電壓或標(biāo)準(zhǔn)電流；每次基準(zhǔn)值測量結(jié)果V1，V2 · · · VlO (本實(shí)施例中，以10個為例)平均值:V誤差系數(shù)W校準(zhǔn)系數(shù)A輸入值Vi實(shí)際測量值Vt輸出值Vo上述參數(shù)的公式說明測量平均值公式V= (V1+V2+· · .+V10)/10
誤差系數(shù)公式W =測量平均值/基準(zhǔn)值=V/S校準(zhǔn)系數(shù)公式A =基準(zhǔn)值/測量平均值=S/V輸出值公式Vo =實(shí)際測量值*校準(zhǔn)系數(shù)=Vt*A下面以一個具體的計(jì)算校準(zhǔn)系數(shù)過程對本發(fā)明做進(jìn)一步說明本實(shí)施例中，基準(zhǔn)值為輸入基準(zhǔn)電流S = 5A，得到10個測量值VI、V2、· · ·、V10，算出10個測量值的平均值為V = 4. 99A ；根據(jù)校準(zhǔn)系數(shù)公式得校準(zhǔn)系數(shù)A = S/V = 5A/4. 99A = 5/4. 99 ；對校準(zhǔn)系數(shù)進(jìn)行保存。校準(zhǔn)過程輸入電流為Vi = 3. 99A，得到測量值為Vt = 3. 98A，根據(jù)輸出值公式得到輸出值Vo = Vt*A = Vt*S/V = 3. 98A*5/4. 99 = 3. 99A從而實(shí)現(xiàn)了最終目標(biāo)輸出值=輸入值。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)成本低，通過系統(tǒng)內(nèi)的的操作就能完成電能質(zhì)量監(jiān)控裝置的校準(zhǔn)，大大提高了生產(chǎn)效率。而且，采用發(fā)明中的校準(zhǔn)方式，還能降低系統(tǒng)對硬件元器件的精度要求。
權(quán)利要求
1.一種電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，其特征是所述的監(jiān)測裝置包括互感器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和處理單元，電壓電流源輸入互感器，互感器感應(yīng)信號經(jīng)放大器放大后輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，后輸入給處理單元進(jìn)行處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，其特征是所述的互感器為電流互感器或電壓互感器。
3.—種如權(quán)利要求1或2所述的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置的校準(zhǔn)方法，其特征是所述的方法包括初始化和測量，初始化時，對互感器輸入一次以上的基準(zhǔn)值，處理單元記錄各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果，并對各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果取平均數(shù)，根據(jù)平均數(shù)和基準(zhǔn)值計(jì)算出誤差系數(shù)；測量時，對互感器輸入帶測量電流或電壓，處理單元記錄測量結(jié)果，并根據(jù)測量結(jié)果和誤差系數(shù)計(jì)算出測量輸出值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的校準(zhǔn)方法，其特征是所述的基準(zhǔn)值為+5A電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的校準(zhǔn)方法，其特征是所述的誤差系數(shù)為平均數(shù)除以基準(zhǔn)值的商。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的校準(zhǔn)方法，其特征是所述的誤差系數(shù)的倒數(shù)為校準(zhǔn)系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的校準(zhǔn)方法，其特征是所述的測量輸出值為測量結(jié)果乘以校準(zhǔn)系數(shù)的積。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任意一項(xiàng)所述的校準(zhǔn)方法，其特征是所述的初始化時，對互感器輸入十次以上的基準(zhǔn)值，處理單元記錄各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果，并對各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果取平均數(shù)，根據(jù)平均數(shù)和基準(zhǔn)值計(jì)算出誤差系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電能質(zhì)量監(jiān)測裝置及校準(zhǔn)方法，監(jiān)測裝置包括互感器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和處理單元，電壓電流源輸入互感器，互感器感應(yīng)信號經(jīng)放大器放大后輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將放大后的感應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，后輸入給處理單元進(jìn)行處理。校準(zhǔn)方法包括初始化和測量，初始化時，對互感器輸入一次以上的基準(zhǔn)值，處理單元記錄各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果，并對各次基準(zhǔn)值測量結(jié)果取平均數(shù)，根據(jù)平均數(shù)和基準(zhǔn)值計(jì)算出誤差系數(shù)；測量時，對互感器輸入帶測量電流或電壓，處理單元記錄測量結(jié)果，并根據(jù)測量結(jié)果和誤差系數(shù)計(jì)算出測量輸出值。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)成本低，能大大提高生產(chǎn)效率。而且，還能降低系統(tǒng)對硬件元器件的精度要求。
文檔編號G01R35/00GK102445608SQ201010510588
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者孟子龍, 王海峰, 胡激濤, 郭繼全 申請人:深圳市領(lǐng)步科技有限公司