CN115542231B - 一种基于标准源的宽频校验仪整检装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于标准源的宽频校验仪整检装置，包括：宽频标准源发生器，用于输出不同频率幅值可调的电压和电流标准信号；宽频电压电流参考信号获取模块，用于获取宽频标准源发生器输出的所述电压和电流标准信号，将电压和电流标准信号作为宽频电压和电流参考信号；宽频差值电压电流信号获取模块，用于将宽频电压参考信号分压得到宽频电压同向分量，通过正交波形发生器得到宽频电压正交分量；将宽频电压同向分量和宽频电压正交分量合成为宽频电压差值信号；通过将宽频电压差值信号转换获得宽频电流差值信号；校验模块，利用宽频电压和电流参考信号和宽频电压和电流差值信号对所述宽频校验仪进行检定和校准。解决无法开展宽频整体校验的问题。

Description

一种基于标准源的宽频校验仪整检装置
技术领域
本发明涉及精密测量技术领域，具体涉及一种基于标准源的宽频校验仪整检装置。
背景技术
宽频整体校验技术是宽频电压电流比例标准量值溯源技术中重要的技术。目前互感器校验仪整检装置主要是针对工频50Hz单一频率进行检定和校准，无法开展宽频的整体校验，特别是针对50Hz-3kHz范围内的不同频率的信号进行整体误差校验。
现有互感器校验仪整检装置采用升压器和升流器的方式进行参考电压输出，然后在参考电压电流的基础上构造出同向分量和正交分量，继而对互感器校验仪进行整体校验。其原理框图如图2所示。
现在技术由于通过移相器得到正交分量，其仅适用于工频50Hz的互感器校验仪校验，无法开展宽频校验工作。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种用于标准源的宽频校验仪整检装置，所述装置包括：宽频标准源发生器、参考宽频电压电流信号获取模块、宽频差值电压电流信号获取模块和校验模块；
宽频标准源发生器，用于输出预设范围的不同频率幅值可调的电压和电流标准信号；
宽频电压电流参考信号获取模块，用于获取所述宽频标准源发生器输出的所述电压和电流标准信号，将所述电压和电流标准信号作为宽频电压和电流参考信号；
宽频差值电压电流信号获取模块，用于将所述宽频电压参考信号分压得到宽频电压同向分量，将所述宽频电压参考信号通过正交波形发生器得到宽频电压正交分量；将所述宽频电压同向分量和宽频电压正交分量合成为宽频电压差值信号；通过将所述宽频电压差值信号转换获得宽频电流差值信号；
校验模块，利用宽频电压和电流参考信号和宽频电压和电流差值信号对所述宽频校验仪进行检定和校准。
进一步的，所述宽频标准源发生器，具体输出50Hz-3kHz的不同频率幅值可调的电压和电流标准信号。
进一步的，宽频电压电流参考信号获取模块，用于获取所述宽频标准源发生器输出的所述电压和电流标准信号，包括：
***测量控制器与宽频标准源发生器连接，***测量控制器测得宽频标准源发生器输出的所述电压和电流标准信号。
进一步的，宽频差值电压电流信号获取模块，用于将所述宽频电压参考信号分压得到宽频电压同向分量，包括：
同向电压幅值控制器，与***测量控制器连接，通过***测量控制器将所述宽频电压参考信号分压得到宽频同向分量。
进一步的，将所述宽频电压电流参考信号通过正交波形发生器得到宽频电压正交分量，包括：
所述宽频电压参考信号的相位，通过正交波形发生器使之移相90º，得到宽频电压正交分量。
进一步的，将所述宽频电压同向分量和宽频电压正交分量合成为宽频电压差值信号，包括：
将所述宽频电压同向分量和宽频电压正交分量，通过同向正交电压叠加器，合成为宽频电压差值信号，通过隔离输出至校验模块。
进一步的，通过将所述宽频电压差值信号转换获得宽频电流差值信号，包括：
将所述宽频电压差值信号进行U-I转换，获得宽频电流差值信号，通过隔离输出至校验模块。
本发明可以解决无法开展宽频整体校验的问题，同时采用标准源的方案消除了由于升压器和升流器进行调压会由于电源不稳给误差整体校验带来影响。
附图说明
图1是本发明提供的一种用于标准源的宽频校验仪整检装置的结构框图；
图2是本发明涉及的现有技术原理框图；
图3是本发明涉及的宽频电压和电流参考信号获取线路图；
图4是本发明涉及的模拟移相（90º）器；
图5是本发明涉及的宽频电压和电流差值信号产生流程图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
本发明涉及的宽频标准源可以发出50Hz-3kHz范围的不同频率幅值可调的电压和电流标准信号，通过对宽频标准源输出的电压和电流信号进行转换得到宽频电压和电流参考信号，将宽频电压和电流参考信号分压得到宽频同向分量，通过正交波形发生器得到宽频正交分量；宽频同向分量和宽频正交分量合成为宽频差值信号，然后利用宽频参考信号和宽频差值信号对宽频互感器校验仪进行检定和校准。本发明可以解决无法开展宽频整体校验的问题，同时采用标准源的方案消除了由于升压器和升流器进行调压会由于电源不稳给误差整体校验带来影响。
本发明提供一种基于标准源的宽频校验仪整检装置，其结构框图如图1所示，所述装置包括：宽频标准源发生器、参考宽频电压电流信号获取模块、宽频差值电压电流信号获取模块和校验模块；
宽频标准源发生器，用于输出预设范围的不同频率幅值可调的电压和电流标准信号；
宽频电压电流参考信号获取模块，用于将所述宽频标准源发生器输出的所述电压和电流标准信号进行转换，得到宽频电压和电流参考信号；
宽频差值电压电流信号获取模块，用于将所述宽频电压参考信号分压得到宽频电压同向分量，将所述宽频电压参考信号通过正交波形发生器得到宽频电压正交分量；将所述宽频电压同向分量和宽频电压正交分量合成为宽频电压差值信号；将所述宽频电压差值信号进行转换，获得宽频电流差值信号；
校验模块，利用宽频电压和电流参考信号和宽频电压和电流差值信号对所述宽频校验仪进行检定和校准。
宽频标准源发生器，具体输出50Hz-3kHz的不同频率幅值可调的电压和电流标准信号。
***测量控制器与宽频标准源发生器连接，***测量控制器测得宽频标准源发生器输出的所述电压和电流标准信号；***测量控制器为宽频电压电流参考信号获取模块和宽频差值电压电流信号获取模块，提供电压和电流标准信号U0， I0。
同向电压幅值控制器，与***测量控制器连接，通过***测量控制器将所述宽频电压参考信号分压得到宽频同向分量。宽频电压参考信号的相位，通过正交波形发生器使之移相90º，得到宽频电压正交分量。将所述宽频电压同向分量和宽频电压正交分量，通过同向正交电压叠加器，合成为宽频电压差值信号△U，通过隔离输出至校验模块。
将所述宽频电压差值信号进行U-I转换，获得宽频电流差值信号△I，通过隔离输出至校验模块。
宽频标准源发生器是宽频整检装置所有输出电压、电流波形的基础，要求幅值稳定，波形失真小。宽频标准源可以发出50Hz-3kHz范围内的不同频率幅值可调的电压和电流标准信号；通过对宽频标准源发出的信号进行转换得到参考的电压和电流信号，同时可获得差值信号，原理图如图3所示。
图3中，U0即为输出的参考电压（校验仪的工作电压），C点为大电流输出点，CT0为参考电流I0的测量互感器，RD为电流/电压转换电阻。测量VD，即可根据CT0的变比和RD的阻值计算出参考电流I0的值，I0即为校验仪的工作电流。将Vs、VD分别进行A/D转换，即可得出U0及I0的有效值；得到了U0，即可根据电压互感器PT1的变比得到Ve的有效值，Ve用来产生差值同向分量。
正交波形发生器是指产生正交分量cosωt信号的装置，即Sinωt移相90º的波形。Cosωt可以简单地用模拟移相器获得，如图4所示。
图4中，只要图中元件的参数选择合适，由ASinωt输入，在输出得到ACosωt。但是，由于种种原因。模拟移相器输出波形不会正好移相90º，会略有偏差，幅值也会有所变化。当然，这些偏差可以通过对输出波形的测量（幅值和相位），在计算中予以补偿。
正交分量和同向分量叠加可得到宽频差值信号，在图5中，同向分量AI1Sinωt、正交分量AI2Cosωt的幅值及相位与参考电压信号U0的幅值及相位相关联，AU1Sinωt，AU2Cosωt的幅值及相位与参考电流信号I0的幅值及相位相关联，因此在进行电压电流进行校验时是可以选择不同的正交和同向分量的。
在获得差压信号ΔU′以后，差压信号ΔU′可以通过隔离作为差值电压信号输出，或者是ΔU′经U-I转换器转换成电流ΔI′，ΔI′再经隔离，作为差值电流信号输出。
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。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种基于标准源的宽频校验仪整检装置，其特征在于，所述装置包括：宽频标准源发生器、宽频电压电流参考信号获取模块、宽频差值电压电流信号获取模块和校验模块；
宽频标准源发生器，用于输出预设范围的不同频率幅值可调的电压和电流标准信号，具体输出50Hz-3kHz的不同频率幅值可调的电压和电流标准信号；
宽频电压电流参考信号获取模块，用于获取所述宽频标准源发生器输出的所述电压和电流标准信号，将所述电压和电流标准信号作为宽频电压和电流参考信号；
宽频差值电压电流信号获取模块，用于将所述宽频电压参考信号分压得到宽频电压同向分量，将所述宽频电压参考信号通过正交波形发生器得到宽频电压正交分量；将所述宽频电压同向分量和宽频电压正交分量合成为宽频电压差值信号，包括：将所述宽频电压同向分量和宽频电压正交分量，通过同向正交电压叠加器，合成为宽频电压差值信号，通过隔离输出至校验模块；通过将所述宽频电压差值信号转换获得宽频电流差值信号；
校验模块，利用宽频电压和电流参考信号和宽频电压和电流差值信号对所述宽频校验仪进行检定和校准。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，宽频电压电流参考信号获取模块，用于获取所述宽频标准源发生器输出的所述电压和电流标准信号，包括：
***测量控制器与宽频标准源发生器连接，***测量控制器测得宽频标准源发生器输出的所述电压和电流标准信号。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，宽频差值电压电流信号获取模块，用于将所述宽频电压参考信号分压得到宽频电压同向分量，包括：
同向电压幅值控制器，与***测量控制器连接，通过***测量控制器将所述宽频电压参考信号分压得到宽频同向分量。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，将所述宽频电压电流参考信号通过正交波形发生器得到宽频电压正交分量，包括：
所述宽频电压参考信号的相位，通过正交波形发生器使之移相90º，得到宽频电压正交分量。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，通过将所述宽频电压差值信号转换获得宽频电流差值信号，包括：
将所述宽频电压差值信号进行U-I转换，获得宽频电流差值信号，通过隔离输出至校验模块。
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