CN110488214A - 直流互感器校验仪及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种直流互感器校验仪及工作方法，校验仪包括：第一数字多用表，用于采集标准直流互感器的第一标准模拟信号、或标准直流互感器的第二标准模拟信号；第二数字多用表，用于采集待校验直流互感器的待校验模拟信号；GPIB采集卡，用于采集第一标准模拟信号和待校验模拟信号；或采集第二标准模拟信号；协议转换器，用于将采集的FT3协议的数字信号转换成TCP/IP协议的待校验采样数据；PC工控机，用于根据第一标准模拟信号和待校验模拟信号，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；或根据第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差。上述技术方案实现了对模拟量和数字量输出型直流互感器的校验。
Description
技术领域
本发明涉及设备校验技术领域，特别涉及一种直流互感器校验仪及工作方法。
背景技术
随着全球能源互联网建设的推进以及直流输电的不断发展，直流互感器作为直流输电工程中测量直流电压电流信号的关键设备，其测量准确性关系到直流输电工程的控制保护的稳定可靠性，为保证直流输电工程的安全稳定运行，需要对直流互感器进行检定校准，直流互感器校验仪作为直流互感器的校准检定装置，其应用也越来越多。
目前，直流互感器校验仪基本均采用直接测量法原理，校验仪准确度需要比直流互感器高两个准确度等级，直流换流站的直流互感器的准确度等级通常为0.2级，直流互感器校验仪准确度等级要求为0.05级，因此，对直流互感器校验仪的数据测量准确度要求更高。
目前，市面上直流互感器校验仪的硬件原理一般为嵌入式原理、采集卡原理和高精度数表原理，即采用嵌入式A/D采集的一体式结构原理、PC工控机中内置采集卡原理和PC工控机外置高精度数字多用表原理。其中，上述前两种原理的直流互感器校验仪一般采用整体式结构，嵌入式原理的直流互感器校验仪功能较全、适合现场使用，但人机交互体验不友好，操作不方便；采集卡原理的直流互感器校验仪采样准确度高，但现场运输途中采集卡容易松动；高精度数表原理的直流互感器校验仪采样准确度高，量值溯源方便，适合在实验室使用，但由于采用分体式结构，现场使用及运输不方便。
另外，现有直流互感器校验仪不能够实现对模拟量输出型和数字量输出型直流互感器的误差校验。
针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种直流互感器校验仪，用以实现对模拟量输出型和数字量输出型直流互感器的误差校验，提高各方面性能，维护及运输便利性，降低成本，该校验仪包括：
第一数字多用表、第二数字多用表、GPIB采集卡、协议转换器和PC工控机，其中：
第一数字多用表，与标准直流互感器的模拟信号输出端连接，用于根据第一同步触发指令，采集标准直流互感器的第一标准模拟信号；或根据第二同步触发指令，采集标准直流互感器的第二标准模拟信号；
第二数字多用表，在待校验直流互感器为模拟量输出型直流互感器时，与待校验直流互感器的模拟信号输出端连接，用于根据第一同步触发指令，采集待校验直流互感器的待校验模拟信号；
GPIB采集卡，与第一数字多用表和第二数字多用表连接，用于在待校验直流互感器为模拟量输出型直流互感器时，根据PC工控机的控制，发出第一同步触发指令，采集根据第一同步触发指令反馈的所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，将所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号发送至PC工控机；或在待校验直流互感器为数字量输出型直流互感器时，采集根据第二同步触发指令反馈的所述第二标准模拟信号，将第二标准模拟信号发送至工控机；
协议转换器，在待校验直流互感器为数字量输出型直流互感器时，与待校验直流互感器的数字信号输出端连接，用于根据PC工控机的控制，发出第二同步触发指令，采集根据第二同步触发指令反馈的FT3协议的数字信号，将FT3协议的数字信号转换成TCP/IP协议的待校验采样数据，将所述待校验采样数据发送至PC工控机；
PC工控机，与GPIB采集卡、协议转换器连接，用于根据所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；或根据所述第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差。
本发明实施例还提供了一种直流互感器校验仪的工作方法，用以实现对模拟量输出型和数字量输出型直流互感器的误差校验，提高校验仪各方面性能，维护及运输便利性，降低成本，该方法包括：
在待校验直流互感器为模拟量输出型直流互感器时：GPIB采集卡根据PC工控机的控制，发出第一同步触发指令；第一数字多用表和第二数字多用表根据第一同步触发指令，同步进行信号采集，第一数字多用表采集标准直流互感器的第一标准模拟信号；第二数字多用表采集待校验直流互感器的待校验模拟信号；GPIB采集卡采集根据第一同步触发指令反馈的所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，将所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号发送至PC工控机；PC工控机根据所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；
在待校验直流互感器为数字量输出型直流互感器时：协议转换器根据PC工控机的控制，发出第二同步触发指令；第一数字多用表与协议转换器根据第二同步触发指令，同步进行信号采集，第一数字多用表采集标准直流互感器的第二标准模拟信号，协议转换器采集FT3协议的数字信号，将FT3协议的数字信号转换成TCP/IP协议的待校验采样数据，将所述待校验采样数据发送至PC工控机；GPIB采集卡采集根据第二同步触发指令反馈的所述第二标准模拟信号，将第二标准模拟信号发送至工控机；PC工控机根据所述第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述直流互感器校验仪的工作方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述直流互感器校验仪的工作方法的计算机程序。
本发明实施例提供的技术方案：
(1)与现有“采用嵌入式A/D采集的一体式结构原理”方案中，采用A/D采样电路板并通过嵌入式芯片进行控制测量相比较，本发明实施例提供的方案通过第一数字多用表和第二数字多用表进行信号采集，通过PC工控机进行控制测量，提高了校验的准确度、稳定度，以及电磁兼容特性。
(2)与现有“采PC工控机中内置采集卡原理”方案中，在运输过程中容易出现采集卡接口松动情况，导致试验数据采集中断，拆箱维护繁琐相比较，本发明实施例提供的方案中GPIB采集卡外置，便于维护，运输方便，适合在实验室或外面使用。
(3)与现有“PC工控机外置高精度数字多用表原理”方案只具备模拟量或数字量输出型直流互感器校验功能且需要额外的时钟同步装置，本发明实施例提供的方案通过：在待校验直流互感器为模拟量输出型直流互感器时：GPIB采集卡根据PC工控机的控制，发出第一同步触发指令；第一数字多用表和第二数字多用表根据第一同步触发指令，同步进行信号采集，第一数字多用表采集标准直流互感器的第一标准模拟信号；第二数字多用表采集待校验直流互感器的待校验模拟信号；GPIB采集卡采集根据第一同步触发指令反馈的所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，将所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号发送至PC工控机；PC工控机根据所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；在待校验直流互感器为数字量输出型直流互感器时：协议转换器根据PC工控机的控制，发出第二同步触发指令；第一数字多用表与协议转换器根据第二同步触发指令，同步进行信号采集，第一数字多用表采集标准直流互感器的第二标准模拟信号，协议转换器采集FT3协议的数字信号，将FT3协议的数字信号转换成TCP/IP协议的待校验采样数据，将所述待校验采样数据发送至PC工控机；GPIB采集卡采集根据第二同步触发指令反馈的所述第二标准模拟信号，将第二标准模拟信号发送至工控机；PC工控机根据所述第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差，实现了对模拟量和数字量输出型直流互感器的误差校验，且协议转换器具备时钟同步输出功能，在待校验直流互感器为数字量输出型直流互感器时，用于发出第二同步触发指令，无需额外的时钟同步装置；在待校验直流互感器为模拟量输出型直流互感器时，GPIB采集卡根据PC工控机的控制，发出第一同步触发指令，不需要额定的时钟同步装置，结构简单，成本低。
综上，本发明实施例提供的技术方案实现对模拟量和数字量输出型直流互感器校验，提高校验仪各方面性能，维护及运输便利性，降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中直流互感器校验仪的结构示意图；
图2是本发明实施例中直流互感器校验仪的工作方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提出一种直流互感器校验仪，采用基于高精度数表原理的分体式结构，包括：数字多用表、协议转换器、GPIB并联电缆、GPIB采集卡和PC工控机，两块数字多用表分别实现标准直流互感器和被测直流互感器的模拟量采集，测量准确度高且方便量值溯源，且电磁兼容能力强；GPIB采集卡和GPIB并联电缆可实现两块数字多用表的同步控制采集；协议转换器进行FT3数字量的全通道解析，实现被测(待测)直流互感器的数字量采集解析和时钟同步功能；PC工控机实现数据处理、误差计算和保存、图形化实时显示模拟信号采样波形和FT3数字信号的全通道解析波形显示，适合用于实验室的直流互感器量值溯源试验，也可用于直流换流站中直流互感器的现场校准试验，该直流互感器校验仪能够实现模拟量输出型和数字量输出型直流互感器的误差校验。本发明实施例提供的技术方案可为直流互感器的相关检定规程和技术标准的制定提供重要的技术支撑，完善直流互感器的量值溯源体系，该方案有利于保护申请人在直流互感器校验领域的核心技术。
下面对本发明实施例提供的直流互感器校验仪进行详细介绍。
图1是本发明实施例中直流互感器校验仪的结构示意图，如图1所示，该直流互感器校验仪包括：
第一数字多用表01、第二数字多用表02、GPIB采集卡03、协议转换器04和PC工控机05，其中：
第一数字多用表01，与标准直流互感器的模拟信号输出端连接，用于根据第一同步触发指令，采集标准直流互感器的第一标准模拟信号；或根据第二同步触发指令，采集标准直流互感器的第二标准模拟信号；
第二数字多用表02，在待校验直流互感器为模拟量输出型直流互感器时，与待校验直流互感器的模拟信号输出端连接，用于根据第一同步触发指令，采集待校验直流互感器的待校验模拟信号；
GPIB采集卡03，与第一数字多用表和第二数字多用表连接，用于在待校验直流互感器为模拟量输出型直流互感器时，根据PC工控机的控制，发出第一同步触发指令，采集根据第一同步触发指令反馈的所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，将所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号发送至PC工控机；或在待校验直流互感器为数字量输出型直流互感器时，采集根据第二同步触发指令反馈的所述第二标准模拟信号，将第二标准模拟信号发送至工控机；
协议转换器04，在待校验直流互感器为数字量输出型直流互感器时，与待校验直流互感器的数字信号输出端连接，用于根据PC工控机的控制，发出第二同步触发指令，采集根据第二同步触发指令反馈的FT3协议的数字信号，将FT3协议的数字信号转换成TCP/IP协议的待校验采样数据，将所述待校验采样数据发送至PC工控机；
PC工控机05，与GPIB采集卡、协议转换器连接，用于根据所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；或根据所述第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差。
下面对直流互感器校验仪的结构进行详细介绍如下。
本发明实施例提供的直流互感器校验仪主要包括第一数字多用表01、第二数字多用表02、协议转换器04、GPIB并联电缆、GPIB采集卡03和PC工控机05，其中GPIB并联电缆的两端均为GPIB接口，分别连接第一数字多用表01和第二数字多用表02的GPIB控制接口，GPIB采集卡的一端为GPIB接口，另一端为USB接口，GPIB采集卡的GPIB接口连接到GPIB并联电缆的其中一端接口，GPIB采集卡的USB接口连接到PC工控机的USB接口，协议转换器和PC工控机通过RJ45以太网线连接，协议转换器时钟同步输出接口通过BNC同轴电缆连接到数字多用表的同步触发端口。
具体实施时，如图1所示，当被测的直流互感器为模拟量输出型直流互感器时，PC工控机通过GPIB并联电缆和GPIB采集卡分别向第一数字多用表01和第二数字多用表02发送SCPI指令控制其对标准互感器模拟输出信号和被测互感器模拟输出信号进行同步采样，通过GPIB并联电缆和GPIB采集卡将第一数字多用表01和第二数字多用表02采集的标准互感器和被测互感器的采样数据传输到PC工控机，利用PC工控机对采样数据进行处理，计算出被测直流互感器的误差，误差计算属于现有技术，误差计算公式一样，校验过程中，第一数字多用表01和第二数字多用表02的采样的同步触发信号为PC工控机通过GPIB采集卡发出的SCPI软件同步触发指令；当被校验的直流互感器为数字量输出型直流互感器时，PC工控机通过GPIB并联电缆和GPIB采集卡向第一数字多用表01发送SCPI指令控制其对标准互感器模拟输出信号进行采样，通过GPIB并联电缆和GPIB采集卡将第一数字多用表01采集的标准互感器采样数据传输到PC工控机，利用协议转换器接收被测互感器的FT3协议的数字信号，并对FT3协议的数字信号进行全解析后组帧成TCP/IP协议的采样数据，通过以太网将TCP/IP协议的被测互感器的采样数据发送到PC工控机，利用PC工控机对标准互感器和被测互感器的采样数据进行处理，计算出被测直流互感器的误差，误差计算属于现有技术：模拟信号和数字信号均根据相应互感器的变比转化为一次测量值，可以根据现有误差计算方法计算得到误差。
下面对上述提到的现有误差计算方法进行介绍。
在对数字量输出型直流互感器进行校验，假设标准直流互感器的变比为k0，被测直流互感器变比k1，且第一数字多用表01采集到的标准直流互感器输出的二次电压信号为Us，协议转换器接收的被测直流互感器数字输出信号为M，计算转换为标准直流互感器一次电压为U＝k0×Us，转换为被测直流互感器一次电压为U1＝k1×M，则根据误差计算公式ε＝(U1-U)/U；
在对模拟量输出型直流互感器校验时，原理类似。假设标准直流互感器的变比为k0，被测直流互感器变比k1，且第一数字多用表01采集到的标准直流互感器输出的二次电压信号为Us，第二数字多用表02采集到的被测直流互感器输出的二次电压信号为Ud，计算转换为标准直流互感器一次电压为U＝k0×Us，转换为被测直流互感器一次电压为U1＝k1×Ud，则根据误差计算公式ε＝(U1-U)/U。
在一个实施例中，所述工控机具体可以用于：
获取第一标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点，以及待校验模拟信号对应采样序列的前10个采样点；
确定第一标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第一平均值，以及待校验模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第二平均值；
将所述第一平均值转化为第一一次测量值，将所述第二平均值转化为第二一次测量值；
根据所述第一一次测量值和第二一次测量值，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；
PC工控机根据所述第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差，包括：
获取第二标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点，以及待校验采样数据对应采样序列的前10个采样点；
确定第二标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第三平均值，以及待校验采样数据对应采样序列的前10个采样点的第四平均值；
将所述第三平均值转化为第三一次测量值，将所述第四平均值转化为第四一次测量值；
根据所述第三一次测量值和第四一次测量值，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差。
具体实施时，上述方案即为对标准互感器和被测互感器的数据进行处理的方案，PC工控机对标准互感器和被测互感器的数据进行处理的详细过程可以包括：
假设设置的标准直流互感器和被测直流互感器采样点数为n，同步触发的上升沿时刻，通过采样得到的标准直流互感器采样序列分别为[Ua1,Ua2,……，Uan]，其中n>10,被测直流互感器的采样序列分别为[Ub1,Ub2,……，Ubn]，其中n>10，分别计算标准直流互感器和被测直流互感器采样序列的前10个采样点的平均值，分别为：其中Ua和Ub即为标准直流互感器和被测直流互感器的输出值，根据标准直流互感器和被测直流互感器的变比分别转化为其一次测量值，根据误差计算公式(可以利用现有误差计算方法，详见上面实施例的介绍)计算得到误差。
在一个实施例中，所述协议转换器可以包括：光电转换模块、FPGA模块、嵌入式模块、以太网模块和时钟同步模块；所述FT3协议的数字信号为光数字信号；其中：
光电转换模块，用于接收光数字信号，将光数字信号转换成电数字信号；
FPGA模块，用于对电数字信号进行解码，得到待校验直流互感器的采样数据；
嵌入式模块，用于将采样数据组帧成TCP/IP以太网协议包；
以太网模块，用于将所述TCP/IP以太网协议包作为所述待校验采样数据输出至PC工控机。
具体实施时，协议转换器主要由光电转换模块、FPGA模块、嵌入式模块、以太网模块和时钟同步模块组成。其中，光电转换模块用于接收来自被测直流互感器的光数字输出信号并转换成电数字信号；FPGA模块具有Cyclone IV EP4CE55系列的FPGA芯片，用于对光电转换模块的电数字信号进行解码，解析出被测直流互感器的采样数据；嵌入式模块具有333MHz主频的MPC8313处理器，用于将FPGA模块解析的被测直流互感器的采样数据组帧成TCP/IP以太网协议包；太网模块将TCP/IP以太网协议包通过RJ45电以太网接口输出；时钟同步模块通过内部晶体振荡器经过FPGA分频产生或来自外部的1Hz频率的秒脉冲信号，通过BNC同轴电缆接口输出和用于触发内部FPGA模块对光电转换模块输出的电数字信号进行解码。
具体实施时，协议转换器采用FGPA和嵌入式处理器双构架，FPGA芯片用于FT3数字协议的接收和解析，嵌入式处理器用于以太网协议栈的运行和以太网协议包的组帧，实现FT3数字协议的实时解析。
在一个实施例中，所述协议转换器还包括：时钟同步模块，用于产生PPS秒脉冲同步信号作为所述第二同步触发指令。
具体实施时，校验过程中，协议转换器和第一数字多用表01采样的同步触发信号为协议转换器内部集成的时钟同步模块产生的PPS秒脉冲同步信号，无需额外的时钟同步装置，结构简单，成本低。
具体实施时，校验数字量输出型直流互感器时，第一数字多用表01和协议转换器对标准互感器的模拟输出信号和被测互感器的数字输出信号进行同步采样，同步触发信号由协议转换器内部时钟同步模块中晶体振荡器分频产生的频率1Hz的秒脉冲提供，不需要额外的时钟同步装置。
在一个实施例中，上述直流互感器校验仪还可以包括：GPIB并联电缆，GPIB并联电缆的第一端与GPIB采集卡的第一端连接，GPIB并联电缆的第一端与第一数字多用表连接，GPIB并联电缆的第二端与第二数字多用表连接；
所述PC工控机可以包括：
USB接口，与GPIB采集卡的第二端连接；
以太网接口，与协议转换器的输出端连接；
所述第一数字多用表和第二数字多用表可以采用Agilent 34410A或Agilent34465A型号的数字多用表。
具体实施时，采用一根GPIB并联电缆分别连接到两台数字多用表的GPIB控制接口，用1根GPIB采集卡实现同时控制两台数字多用表，相比采用两根GPIB采集卡控制两台数字多用表，节约了USB硬件资源。
具体实施时，第一数字多用表01和第二数字多用表02为同一型号规格的数字多用表，具有模拟电压采样端口、GPIB控制接口和硬件同步触发端口，兼容SCPI控制指令。数字多用表型号一般为Agilent 34410A或Agilent 34465A，也可以是同一系列具有相似参数功能的数字多用表或A/D采样卡。数字多用表的主要功能是在GPIB控制接口接收PC工控机的SCPI控制指令，通过模拟电压采样端口对标准互感器和被测互感器的模拟输出信号进行采样，并将采样数据传输到PC工控机进行数据处理和误差计算。当校验数字量输出型直流互感器时，第一数字多用表01的同步触发端口接收来自协议转换器的PPS秒脉冲同步信号。
具体实施时，PC工控机上运行Windows 7及以上系列的操作***和基于LabVIEW开发的上位机软件，PC工控机通过USB接口接收GPIB采集卡传输的标准互感器和被测互感器的模拟输出采样数据，通过以太网接口接收协议转换器输出的被测互感器的数字输出采样数据，利用LabVIEW上位机软件对标准互感器和被测互感器的数据进行处理(详见上述实施例的介绍)，计算出被测直流互感器的稳态误差，同时将采样数据和误差数据保存至Excel表格中；LabVIEW上位机界面采用4宫格结构，左上区域为标准互感器和被测互感器的采样波形和被测互感器数字通道全解析波形显示区域，右上区域为采样原始数据记录区域及误差结果显示区域，左下区域为数字多用表硬件参数设置和试验参数设置区域，右下区域为上位机软件的开始、暂停、停止及保存等控制区域。
本发明实施例适用于实验室内直流互感器的量值溯源试验，也用于直流换流站现场直流互感器的误差校准试验，已成功应用于第三方检测机构开展直流互感器的误差校准工作并出具第三方检测报告，并作为国家计量技术法规《直流互感器校验仪检定规程》和电力行业标准《直流互感器校验仪通用技术条件》起草过程中相关技术指标的验证试验设备，进行直流互感器校验仪技术指标的合理性验证试验。本发明实施例提供的技术方案有利于巩固本单位在直流互感器量值溯源领域的权威地位，属于直流互感器校验领域的核心专利，保障直流互感器的检定校准工作的顺利开展。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种直流互感器校验仪的工作方法，如下面的实施例所述。由于直流互感器校验仪的工作方法解决问题的原理与直流互感器校验仪相似，因此直流互感器校验仪的工作方法的实施可以参见直流互感器校验仪的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图2是本发明实施例中直流互感器校验仪的工作方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤101：在待校验直流互感器为模拟量输出型直流互感器时：GPIB采集卡根据PC工控机的控制，发出第一同步触发指令；第一数字多用表和第二数字多用表根据第一同步触发指令，同步进行信号采集，第一数字多用表采集标准直流互感器的第一标准模拟信号；第二数字多用表采集待校验直流互感器的待校验模拟信号；GPIB采集卡采集根据第一同步触发指令反馈的所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，将所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号发送至PC工控机；PC工控机根据所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；
步骤102：在待校验直流互感器为数字量输出型直流互感器时：协议转换器根据PC工控机的控制，发出第二同步触发指令；第一数字多用表与协议转换器根据第二同步触发指令，同步进行信号采集，第一数字多用表采集标准直流互感器的第二标准模拟信号，协议转换器采集FT3协议的数字信号，将FT3协议的数字信号转换成TCP/IP协议的待校验采样数据，将所述待校验采样数据发送至PC工控机；GPIB采集卡采集根据第二同步触发指令反馈的所述第二标准模拟信号，将第二标准模拟信号发送至工控机；PC工控机根据所述第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差。
在一个实施例中，PC工控机根据所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差，可以包括：
获取第一标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点，以及待校验模拟信号对应采样序列的前10个采样点；
确定第一标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第一平均值，以及待校验模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第二平均值；
将所述第一平均值转化为第一一次测量值，将所述第二平均值转化为第二一次测量值；
根据所述第一一次测量值和第二一次测量值，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；
PC工控机根据所述第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差，可以包括：
获取第二标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点，以及待校验采样数据对应采样序列的前10个采样点；
确定第二标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第三平均值，以及待校验采样数据对应采样序列的前10个采样点的第四平均值；
将所述第三平均值转化为第三一次测量值，将所述第四平均值转化为第四一次测量值；
根据所述第三一次测量值和第四一次测量值，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差。
在一个实施例中，协议转换器采集FT3协议的数字信号，将FT3协议的数字信号转换成TCP/IP协议的待校验采样数据，将所述待校验采样数据发送至PC工控机，可以包括：
光电转换模块接收光数字信号，将光数字信号转换成电数字信号；
FPGA模块对电数字信号进行解码，得到待校验直流互感器的采样数据；
嵌入式模块将采样数据组帧成TCP/IP以太网协议包；
以太网模块将所述TCP/IP以太网协议包作为所述待校验采样数据输出至PC工控机。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述直流互感器校验仪的工作方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述直流互感器校验仪的工作方法的计算机程序。
本发明实施提供技术方案的有益技术效果是：
1、本发明实施例中直流互感器校验仪采用分体式结构，主要由两块数字多用表、1台协议转换器、1台PC工控机、1根GPIB并联电缆和1块GPIB采集卡组成，可实现模拟量输出型和数字量输出型直流互感器的稳态误差校验。
2、采用Agilent 34410A或Agilent 34465A型号的数字多用表作为直流互感器校验仪的模拟量采样模块，也可以是同一系列具有相似参数功能的数字多用表或A/D采样卡，采用GPIB采集卡进行数字多用表的采集及控制。
3、校验模拟量输出型直流互感器时，采用两块数字多用表对标准互感器和被测互感器的模拟输出信号进行同步采样，同步触发信号由PC工控机通过GPIB采集卡发出的SCPI软件同步触发指令提供，不需要额定的时钟同步装置。
4、校验数字量输出型直流互感器时，第一数字多用表01和协议转换器对标准互感器的模拟输出信号和被测互感器的数字输出信号进行同步采样，同步触发信号由协议转换器内部时钟同步模块中晶体振荡器分频产生的频率1Hz的秒脉冲提供，不需要额定的时钟同步装置。
5、协议转换器采用FGPA和嵌入式处理器双构架，FPGA芯片用于FT3数字协议的接收和解析，嵌入式处理器用于以太网协议栈的运行和以太网协议包的组帧，实现FT3数字协议的实时解析。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直流互感器校验仪，其特征在于，包括：第一数字多用表、第二数字多用表、GPIB采集卡、协议转换器和PC工控机，其中：
第一数字多用表，与标准直流互感器的模拟信号输出端连接，用于根据第一同步触发指令，采集标准直流互感器的第一标准模拟信号；或根据第二同步触发指令，采集标准直流互感器的第二标准模拟信号；
第二数字多用表，在待校验直流互感器为模拟量输出型直流互感器时，与待校验直流互感器的模拟信号输出端连接，用于根据第一同步触发指令，采集待校验直流互感器的待校验模拟信号；
GPIB采集卡，与第一数字多用表和第二数字多用表连接，用于在待校验直流互感器为模拟量输出型直流互感器时，根据PC工控机的控制，发出第一同步触发指令，采集根据第一同步触发指令反馈的所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，将所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号发送至PC工控机；或在待校验直流互感器为数字量输出型直流互感器时，采集根据第二同步触发指令反馈的所述第二标准模拟信号，将第二标准模拟信号发送至工控机；
协议转换器，在待校验直流互感器为数字量输出型直流互感器时，与待校验直流互感器的数字信号输出端连接，用于根据PC工控机的控制，发出第二同步触发指令，采集根据第二同步触发指令反馈的FT3协议的数字信号，将FT3协议的数字信号转换成TCP/IP协议的待校验采样数据，将所述待校验采样数据发送至PC工控机；
PC工控机，与GPIB采集卡、协议转换器连接，用于根据所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；或根据所述第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差。
2.如权利要求1所述的直流互感器校验仪，其特征在于，所述工控机具体用于：
获取第一标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点，以及待校验模拟信号对应采样序列的前10个采样点；
确定第一标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第一平均值，以及待校验模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第二平均值；
将所述第一平均值转化为第一一次测量值，将所述第二平均值转化为第二一次测量值；
根据所述第一一次测量值和第二一次测量值，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；
PC工控机根据所述第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差，包括：
获取第二标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点，以及待校验采样数据对应采样序列的前10个采样点；
确定第二标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第三平均值，以及待校验采样数据对应采样序列的前10个采样点的第四平均值；
将所述第三平均值转化为第三一次测量值，将所述第四平均值转化为第四一次测量值；
根据所述第三一次测量值和第四一次测量值，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差。
3.如权利要求1所述的直流互感器校验仪，其特征在于，所述协议转换器包括：光电转换模块、FPGA模块、嵌入式模块、以太网模块和时钟同步模块；所述FT3协议的数字信号为光数字信号；其中：
光电转换模块，用于接收光数字信号，将光数字信号转换成电数字信号；
FPGA模块，用于对电数字信号进行解码，得到待校验直流互感器的采样数据；
嵌入式模块，用于将采样数据组帧成TCP/IP以太网协议包；
以太网模块，用于将所述TCP/IP以太网协议包作为所述待校验采样数据输出至PC工控机。
4.如权利要求3所述的直流互感器校验仪，其特征在于，所述协议转换器还包括：时钟同步模块，用于产生PPS秒脉冲同步信号作为所述第二同步触发指令。
5.如权利要求1所述的直流互感器校验仪，其特征在于，还包括：GPIB并联电缆，GPIB并联电缆的第一端与GPIB采集卡的第一端连接，GPIB并联电缆的第一端与第一数字多用表连接，GPIB并联电缆的第二端与第二数字多用表连接；
所述PC工控机包括：
USB接口，与GPIB采集卡的第二端连接；
以太网接口，与协议转换器的输出端连接；
所述第一数字多用表和第二数字多用表采用Agilent 34410A或Agilent 34465A型号的数字多用表。
6.一种直流互感器校验仪的工作方法，其特征在于，包括：
在待校验直流互感器为模拟量输出型直流互感器时：GPIB采集卡根据PC工控机的控制，发出第一同步触发指令；第一数字多用表和第二数字多用表根据第一同步触发指令，同步进行信号采集，第一数字多用表采集标准直流互感器的第一标准模拟信号；第二数字多用表采集待校验直流互感器的待校验模拟信号；GPIB采集卡采集根据第一同步触发指令反馈的所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，将所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号发送至PC工控机；PC工控机根据所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；
在待校验直流互感器为数字量输出型直流互感器时：协议转换器根据PC工控机的控制，发出第二同步触发指令；第一数字多用表与协议转换器根据第二同步触发指令，同步进行信号采集，第一数字多用表采集标准直流互感器的第二标准模拟信号，协议转换器采集FT3协议的数字信号，将FT3协议的数字信号转换成TCP/IP协议的待校验采样数据，将所述待校验采样数据发送至PC工控机；GPIB采集卡采集根据第二同步触发指令反馈的所述第二标准模拟信号，将第二标准模拟信号发送至工控机；PC工控机根据所述第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差。
7.如权利要求6所述的直流互感器校验仪的工作方法，其特征在于，PC工控机根据所述第一标准模拟信号和待校验模拟信号，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差，包括：
获取第一标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点，以及待校验模拟信号对应采样序列的前10个采样点；
确定第一标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第一平均值，以及待校验模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第二平均值；
将所述第一平均值转化为第一一次测量值，将所述第二平均值转化为第二一次测量值；
根据所述第一一次测量值和第二一次测量值，确定模拟量输出型直流互感器的稳态误差；
PC工控机根据所述第二标准模拟信号和待校验采样数据，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差，包括：
获取第二标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点，以及待校验采样数据对应采样序列的前10个采样点；
确定第二标准模拟信号对应采样序列的前10个采样点的第三平均值，以及待校验采样数据对应采样序列的前10个采样点的第四平均值；
将所述第三平均值转化为第三一次测量值，将所述第四平均值转化为第四一次测量值；
根据所述第三一次测量值和第四一次测量值，确定数字量输出型直流互感器的稳态误差。
8.如权利要求6所述的直流互感器校验仪的工作方法，其特征在于，协议转换器采集FT3协议的数字信号，将FT3协议的数字信号转换成TCP/IP协议的待校验采样数据，将所述待校验采样数据发送至PC工控机，包括：
光电转换模块接收光数字信号，将光数字信号转换成电数字信号；
FPGA模块对电数字信号进行解码，得到待校验直流互感器的采样数据；
嵌入式模块将采样数据组帧成TCP/IP以太网协议包；
以太网模块将所述TCP/IP以太网协议包作为所述待校验采样数据输出至PC工控机。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求6至8任一所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求6至8任一所述方法的计算机程序。
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