CN209086326U - 用于确定电流测量布置的传递函数的设备和电度表 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于确定电流测量布置的传递函数的设备和电度表。本实用新型要解决的技术问题之一是提供改进的用于确定电流测量布置的传递函数的设备和电度表。所述设备包括电流互感器，所述电流互感器布置成在使用中测量沿着第一导体通过的第一电流，所述设备包括信号源和处理设备，所述信号源被布置为供应参考信号，以使得在使用中，所述电流互感器的输出包括由所述参考信号造成的电流参考信号分量，所述处理设备被布置为接收所述输出并提取所述参考信号以估计所述电流互感器的传递函数。通过本实用新型，可以实现改进的用于确定电流测量布置的传递函数的设备和电度表。

Description

用于确定电流测量布置的传递函数的设备和电度表

技术领域

本公开涉及电流测量设备和电表，例如电度表。

背景技术

通常需要测量设备、建筑物、工厂等消耗的电流，或者测量沿着配电***沿着导体通过的电流。

各种电流互感器可用于测量电流。电流分流器，即***电流流动路径中的电阻，通过将电流流动转换为在分流器两端测量的电压来提供对电流的间接测量。电流分流器的典型应用包括过电流保护和耗电计量。在使用中，在电流流动路径中提供已知电阻的分流器。分流器两端的电压与在分流器中流动的电流以及分流器的电阻成比例。

为了使电流测量精确，分流器的电阻至少需要达到所需的精度。此外，必须采取措施来确保分流器的自热不会使测量精度劣化。对于中等或大电流，分流器需要具有非常低的电阻。此外，需要分流器的电阻不会随着时间例如由于腐蚀、自热、过压效应、热循环或其它环境条件而劣化。

使用电流分流器的替换方案是使用电流变换器或类似的感应式传感器，例如罗柯夫斯基线圈(Rogowski coil)。这种电流变换器或罗柯夫斯基线圈的缺点是它们不能用于测量直流电流。罗柯夫斯基线圈的另外的缺点是，对于给定大小的电流，这种装置的输出与电流的频率成比例地增加。这可能意味着，除非采取措施解决这个问题，否则电流中谐波分量的贡献可能被高估。然而，这种感应式传感器的优点在于，其与载流导体维持隔离，从而给出更高的操作安全性，甚至允许装置在操作导体周围进行改型。通过使用负载电阻器，将通过流过被测导体的电流在电流变换器中感应的电流转换为电压。精确确定被测导体中流动的电流需要知道电流变换器的传递函数和负载电阻器。对于罗柯夫斯基线圈，不需要负载电阻器。

其它磁性传感器是已知的，例如霍尔效应装置、磁阻传感器等。提供一种能够可靠地监测电流互感器并指示电流互感器的传递函数是否随时间改变的设备将是有利的。这里描述的设备适用于与任何这种电流互感器一起使用。然而，为了简单起见，在此描述的实施例将主要集中于使用分流器来测量电流，但是也将描述使用感应式电流传感器的实施例。

通过适当修改实施方案技术，这里讨论的技术同样可以适用于施加到流体流动测量和计量***。

在电力计量***中，也需要检查电压衰减器的性能以确认其传递函数。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题之一是提供改进的用于确定电流测量布置的传递函数的设备和电度表。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于确定电流测量布置的传递函数的设备，在第一实施例中，所述设备包括电流互感器，所述电流互感器布置成在使用中测量沿着第一导体通过的第一电流，所述设备包括信号源和处理设备，所述信号源被布置为供应参考信号，以使得在使用中，所述电流互感器的输出包括由所述参考信号造成的电流参考信号分量，所述处理设备被布置为接收所述输出并提取所述参考信号以估计所述电流互感器的传递函数。

在第二实施例中，所述参考信号的大小具有已知值，使得根据所述参考信号的已知大小和所述电流参考信号分量来计算所述电流互感器的传递函数。

在第三实施例中，所述电流互感器在校准步骤期间被校准，并且所述处理设备监测校准之后所述电流互感器的传递函数的改变。

在第四实施例中，所述参考信号是间歇施加的电流，使得能够间歇地确定所述传递函数。

在第五实施例中，所述参考信号的幅度响应于所测量的负载电流而是可变的。

在第六实施例中，所述设备被布置为估计所述第一电流的大小。

在第七实施例中，所述电流互感器是电流分流器。

在第八实施例中，所述电流互感器是感应式传感器。

在第九实施例中，所述设备包括布置成测量所述第一电流的第二电流传感器，以及布置成从所述电流互感器的输出中减去所述第二电流传感器的输出的减法器。

在第十实施例中，所述设备还包括至少一个附加电流传感器，以测量在一个或多个附加导体中流动的电流。

在第十一实施例中，所述设备还包括连接在所述第一导体和参考节点之间的电压衰减器，以及跨越所述电压衰减器的阻抗连接的电压测量电路，所述设备还包括电压信号源和处理设备，所述电压信号源被布置成供应电压参考信号，以在第一值与第二值之间修改所述参考节点处的电压，使得所述电压衰减器的输出包括由所述电压参考信号造成的电压参考信号分量，所述处理设备被布置成接收所述输出，提取所述电压参考信号并估计所述电压衰减器的传递函数。

在第十二实施例中，所述处理设备还被布置以估计所述第一导体的电压。

在第十三实施例中，间歇地施加所述电压参考信号，使得所述电压衰减器的传递函数被间歇地更新。

在第十四实施例中，所述设备还包括用于将数据发送到远程计算机的通信网关。

在本公开的另一方面，提供了一种包括上述第一实施例中的设备的电度表。

在本公开的又另一方面，提供了一种包括上述第十一实施例中的设备的电度表。

在一个实施例中，所述电度表还包括带电导体和中性导体中的电流测量互感器和处理器，所述处理器被布置为当带电电流和中性电流的测量值相差超过预定阈值时发出警报。

在一个实施例中，所述电度表适于以三相电源操作。

在一个实施例中，监测电流互感器响应的改变率，并且如果改变率超过阈值则发出警报。

本实用新型的有益效果之一是提供改进的用于确定电流测量布置的传递函数的设备和电度表。

附图说明

现在将参考附图仅以非限制性示例的方式来描述本公开的实施例，在附图中：

图1是耗电表的立体图；

图2是耗电表及其在配电电路内的包含物的示意图；

图3是示出构成本公开的实施例的电流测量电路的组件的图示，并且组件可以设置在耗电表内；

图4是根据本公开的教导的用于生成测量电流的电路的电路图；

图5是根据本公开的使用第一和第二电流分流器来改善用于负载电流信号的测量信号的提取的电流测量电路的电路图；

图6是根据本公开的电压衰减器的电路图；

图7是更详细的电压衰减器和测量电路的电路图；

图8示出了使用第一和第二衰减器来改善用于电压测量的测量信号的提取的电压测量电路；

图9示出了根据本公开的教导的电流感测设备的替换构造；

图10示出了用于与三相电源一起使用的电流测量电路的一部分；和

图11示出了使用感应式电流互感器的电流测量电路。

具体实施方式

图1是构成本公开的实施例的电子电表的立体图。通常用10指定的仪表具有带电导体12和中性导体14，它们将仪表10连接到诸如国家的国家电网或本地发电***之类的电源。另外的带电导体22和中性导体24从仪表朝向例如家庭住宅、工厂等的负载延伸。仪表10可操作以测量在电源和负载之间流动的电流。由负载汲取的电流量可以显示在显示器26上或者通过合适的通信接口27(例如无线调制解调器或有线接口或甚至电力线通信)发送回监测站。通常，供电商对用户消耗的电量感兴趣。因此，通常仪表10还测量导体12和14之间的电源电压，并使用它来计算用户正在消耗的瞬时电力。给定时间段内的瞬时电力与先前估计的消耗总电力求和，并且仪表显示用户消耗的电力的运行总量，通常以千瓦小时的形式显示。通常在仪表10上的显示器26上显示总运行kW小时。仪表还可以测量返回到电源的电力。该数据可以通过合适的通信方案传输到监测和/或计费实体。

图2示意性地例示说明了仪表10被放置以便监测在导体12和22之间通过的带电电流，导体12和22分别表示配电侧“带电”和负载侧“带电”。然后通过仪表的电流通常被提供给包含汇流条32的配电块30，所述汇流条32与多个开关、熔断器或断路器35、36、37和38连接，所述多个开关、熔断器或断路器35、36、37和38向相应负载提供电流流动路径，相应负载例如是在家庭住宅内的环形干线、照明电路、淋浴器和炊具。

回到仪表10，它包括电流测量通道，所述电流测量通道包括电流测量互感器和处理电路42，电流测量互感器例如在带电导体12的路径中的分流器40，处理电路42用于接收在分流器40两端产生的电压并将电流信号提供到数据处理器50。仪表10还包括电压通道，其中电压测量电路52测量带电导体和中性导体之间的电压并向数据处理器50提供电压的估计。

电流和电压通道的电路42和52可以各自包括用于滤除寄生噪声或其它带外干扰的滤波器。电路42和52还可以包括可变增益放大器，所述可变增益放大器可操作用于响应于来自数据处理器50的信号而改变其中的增益。所述通道还可以包括相应的模数转换器或者可以共享它们之间的模数转换器。电路中的滤波器(例如抗混叠滤波器或其中的其它组件(例如，如果电流传感器是罗柯夫斯基线圈时的积分器))可能在信号处理中引入相位或时间偏移。电路42和52因此也可以包括时间对准装置，例如移位寄存器或其它形式的存储器，以确保瞬时电压测量与对应的瞬时电流测量时间对准。

图3更详细地示出了电流测量通道42的实施例。如关于图2所示，分流电阻器40设置在导体12中，导体12承载从电源到负载的电流I_L。负载电流I_L可以是直流电流或交流电流。负载电流I_L也可以随着时间而改变。流过分流电阻器40的电流被转换成表示导体12中的电流流动的电压V_C。电压V_C通过以下方式与电流I_L相关：

V_C＝I_L×R_S 等式1

其中：

I_L＝负载电流

V_C＝分流电阻器两端的电压

R_S＝分流电阻器的电阻。

耗电表通常要求消耗的电力的测量已知为优于0.1或0.2％。这意味着分流电阻器40的电阻还需要已知为至少该精度，并且实际上更多以允许由电压通道中的不精确、量化误差等造成的误差的混合仍然落入允许限制内，例如，0.1％的精度的限制。

电阻器40的电阻可以通过在仪表10的构造期间的工厂校准来确定。然而，这并不保证电阻40在其寿命内不会劣化。本公开教导了如何监测分流器的传递函数(例如，电阻)的改变。

作为替换实施方式，电表的制造商可能不希望在制造时进行校准，并且这种校准可以在稍后或现场完成。本公开允许使用作为仪表的一部分提供的组件的要现场校准的仪表的电流测量性能。

为了确定分流电阻器40的电阻，或者作为初始校准过程的一部分，或者确认分流电阻在初始工厂校准之后没有随时间改变，需要使已知电流通过分流器。但是，将电表从配电电路中取出以隔离它，使得可以通过已知的电流是不适当的，并且通常是不可能的。因此，为了解决这个问题，本公开包括用于生成可以施加到分流电阻器40以便测量其电阻的已知电流I_M的另外的电路60。该测量电流I_M是时变电流，因此可以写成叠加在通过分流器40的负载电流I_L上的I_M(t)。因此，电压测量子***62处的电压V_C包括通过分流器的负载电流I_L和测量电流I_M之和。如果测量电流I_M以已知方式随时间而变化，无论该测量电流是预先确定的还是被测量的，则可以提取仅由测量电流I_M的流动造成的电压分量。假如已知测量电流I_M已知为足够的精度，则也可以确定分流器的传递函数(在本示例中为电阻)，并且类似地，也可以确定作用于来自分流器的电压的信号处理电路的传递函数。

电流I_M可以由任何合适的电流生成设备生成。

图4是用于生成可控测量I_M的设备的一个实施例的电路图。图4中所示的设备包括精密电阻器70，其与P型FET 72串联连接在正电源轨+V_S和负(或零)电源轨-V_S之间。P型FET72的源极节点连接到正电源轨+V_S。P型FET 72的栅极连接到运算放大器74的输出，并且P型FET 72的漏极与电阻器70电流连通地连接。可选地，如图4中所示，共源共栅晶体管75可以***在晶体管72的漏极和电阻器70之间并且以恒定的栅极电压V_bias偏置。该共源共栅晶体管75的目的是保持P型FET 72的漏极电压恒定，从而保护其操作免受某些电压依赖效应的影响。

运算放大器74的反相输入连接到电阻器70的一端。放大器74的非反相输入连接以接收例如来自数模转换器76的电流需求信号。运算放大器74与晶体管72协同动作以调整流过精密电阻器70的电流，使得电阻器70的一端处的节点78处的电压与由数模转换器76提供给运算放大器74的非反相输入的电压相同。因此，假如节点78处的电压对数模转换器76提供的精密度是已知的，并且电阻器70的电阻由于其是精密电阻器而已知为所需值，则流过晶体管72的电流是已知的并且由反馈回路控制以匹配或达到将节点78保持在所需电压所需的任何值。晶体管72与另外的晶体管82匹配。晶体管82的栅极连接到晶体管72的栅极，并且晶体管82的源极保持在晶体管72的源极的相同电压处。因此，两个晶体管的作用是通过相同的电流，或者可替换地，通过由晶体管尺寸的相对缩放而设定的电流，这对于构建电流镜的技术人员来说是熟知的。共源共栅晶体管85保护晶体管82免于看到其漏极处的电压的任何改变，并且因此流过晶体管82的电流可靠地已知并且可以用于生成测量电流I_M。

在使用中，DAC 76可以用于输出“零”值，从而确保测量电流在大部分时间内不流动。然而，周期性地或者如果需要连续的话，可以用改变的字序列来驱动DAC 76，以便以已知的方式调制测量电流。如果测量电流可以被精确测量，则不需要将测量电流设定为特定值或值范围。因此，例如，晶体管82可以由DAC 76直接控制，并且精密电阻器70可以连接到晶体管82的漏极或晶体管82的源极，并且精密电阻器70两端产生的电压可以通过差分模数转换器直接测量，以测量测量电流的大小。

通常，测量电流I_M比负载电流I_L小得多。例如，可能期望负载电流落在0到100安培的范围内。但是，测量电流通常只会在mA范围内。因此可以看出，与瞬时负载电流信号相比，由时变测量电流造成的变化信号要小得多。

提取测量信号的一种方法是长时间对其进行平均，例如使用锁定放大器或类似设备进行数百个循环。可替换的方法是对信号进行滤波，以便将测量电流的频率优先选择给负载电流的频率处的信号。要做到这一点，测量电流可能被放置在其中不可能期望来自负载电流谐波或负载电流基波的干扰的频率处。然而，为了进一步帮助恢复测量信号，测量信号可以是敏捷的，使得其可以被移动到控制器已经确定干扰被最小化的频带中的区域。

在一些实施例中，测量电流的大小可以随着负载电流增加而增加，以便将限定的电流率保持在限制值内。无论负载电流如何(假如负载电流维持在电路的最大操作范围内)，这样都可以保持估计传递函数所需的时间基本恒定。

除了上面描述的技术之外，可以形成负载电流的估计，然后从在分流电阻器两端产生的信号的副本中减去负载电流的估计，由此留下测量信号以及负载电流信号的任何剩余部分，用于呈现到用于确定分流电阻器的传递函数的数据处理电路。图5中更详细地示出了这种布置。这里，提供了标记为S1和S2的两个分流电阻器。为方便起见，它们被示出为在带电导体12中串联。但是，只要没有发生通地漏电，就可以期望电流导体12的流动与电流导体14匹配，则分流器S1和S2可以是提供一个在带电导体中，并且一个在中性导体中，或者不太可能两者都在中性导体中。分流器S1和S2不需要被制备成具有相同的值，因为从分流器导出的信号的相对大小可以通过可变增益放大器和/或可变衰减器来缩放，使得它们彼此匹配。然而，为了方便起见，可以期望它们具有相同的标称值。

第一分流器S1两端的电压由表示图3中所示的电路62的实施例的第一电压测量电路62a测量。分流器S2两端的电压由另外的电压测量电路62b测量，该电路62b标称上与电路62a相同。实际上，如果需要的话，可以以时分复用的方式使用单个电路62。在图5中所示的布置中，例如参考图3和图4所公开的测量电流生成器60被提供并布置成仅向分流器S2提供测量电流。

因此可以看出，S1两端的电压与负载电流成比例，而分流器S2两端的电压与负载电流和测量电流之和成比例。因此，负载电流对于这两种测量都是共同的。因此，由此得知，从S2两端的电压中减去S1两端的电压理论上应导致只包含测量电流贡献的电压。因此，可以更精确地确定由测量电流造成的S2两端的电压，并且假如测量电流I_M已知，则可以更精确地确定S2的传递函数，因为当确定S2的传递函数时有效地用作噪声的负载电流信号现在从该操作中被移除或被抑制。

每个电压测量单元62a和62b包括位于相应差分模数转换器100a和100b的输入之前的抗混叠滤波器64a和64b。

作为电力(电度)表的一部分，还需要知道电源电压。通常，电源电压在几百伏的范围内，并且为了使模数转换器能够处理电压，同时维持在其指定的操作范围内，电压需要被衰减到仅几伏或更低。电压衰减器通常包括两个串联连接的电阻器，模数转换器测量其中一个电阻器两端的电压。假如电阻器的值是熟知的，则衰减率也是熟知的。然而，与提供电流分流器一样，衰减电阻器可能具有标称值，但由于制造公差和其它变化，这些将会散开。因此需要能够确认由衰减器提供的衰减值或在现场校准衰减器。例如由于腐蚀或其它环境因素或过压事件，例如雷击，即使在制造时使用昂贵的校准装备校准衰减器，这也不能保证衰减器中的电阻器的值在其操作寿命期间维持不变。因此需要能够在电力表的操作寿命期间确认衰减器的传递特性。

图6是监测通常连接到导体12的电压监测节点150处的电压的通常标记为140的电压衰减器的示意图。衰减器包括分别具有值R1和R2的第一和第二电阻器152和154。电阻器152具有连接到节点150的第一端或节点和连接到测量节点160的第二端或节点。第二电阻器154具有连接到测量节点160的第一节点和可以选择性地连接到两个电压之一的第二节点161。典型地但非必要地，其中一个电压是由电源轨152表示的本地接地或零伏电源。第二电压V_M可以是固定的或时变的电压，其可以通过将节点161连接到电压源170的开关162选择性地施加到第二电阻器154的第二节点。

可以看出，当开关162可操作以将电阻器154直接连接到我们将采用为零伏的电源轨152时，则节点160处的电压V_A由下式给出

当开关162可操作以将电阻器154连接到输出电压V_M的测量电压源170时，则显然

看后面的公式，明显的是由于施加测量信号引起的可变电压出现在V_A处，由下式表示

因此，测量电压V_M被衰减器以与输入信号完全相同的方式衰减。因此，寻找与电阻器154的节点161处的电压V_M的改变相关的输出电压V_A的改变，使得能够测量衰减器140的衰减率。

虽然方波波形的两个状态之间的过渡不需要是瞬时的也不采用相同的持续时间，但是可以例如通过操作开关162来将V_M提供为方波状波形。

图7示出了图6中所示的布置的替换实施方式。具体而言，到开关162的连接已被到包括运算放大器182的电压跟随器180的连接所取代，其中运算放大器的非反相输入连接到数模转换器184，数模转换器184被驱动以提供时变输入信号V_M(T)。通过与抗混叠滤波器188相关联的差分模数转换器186测量电阻器154两端的电压。如果电路设置在集成电路上，则ADC 186和DAC 184的性能可以很好地匹配，使得与由数据处理器50提供给它的数字码相比，来自DAC的输出电压是精确已知的。数据处理器50可以驱动DAC 184输出处于已知频率的正弦波、方波、分段近似方波或其它任意波形的测试波形，并且可以使用由ADC 186提供的数字化信号来查找测试波形并提取它，以便确定衰减器和相关联的信号处理电路的传递率。

电压V_M的大小远小于我们希望测量的电源电压V_in的大小，并且二者都衰减相同的量。因此，所测量的电压信号可以淹没用于表征衰减器的操作的电压测量信号的大小。可以通过例如使用如关于电流测量电路所讨论的锁定放大器技术或滤波从衰减器输出的信号中提取电压测量信号。另外，如图8所示，可以通过包括电阻器152a和154a的第二电压衰减器进行电源电压的进一步测量，电阻器152a和154a基本上与由电阻器152和154形成的第一电压衰减器匹配，但是在电阻器154a的下节点处的电压保持恒定。由此得知，如果通过减法器190从第一电压衰减器的输出中减去不存在测量信号的该衰减器的输出，其中第一衰减器的输出包括干电压信号和电压测量信号，则减法的结果应该留下电压测量信号V_M'，基本上没有来自节点150处的电源电压的贡献或干扰。这种可以在模拟域中完成的方法使得由V_M造成的衰减信号V_M'的大小更精确地与信号V_M进行比较，从而更精确地建立衰减器的传递函数。这与之前关于图5的电流测量布置所讨论的方法类似。

可以使用电容器而不是电阻器形成电压衰减器。

在图5中，讨论了在同一导体中使用两个电流传感器，以便改善可以确定电流传感器S2的传递函数的精度。

图9示出了等效布置，其中电流传感器现在分别设置在单独的导体中，即带电导体12和中性导体14中。在该布置中，电流传感器S1具有施加到其的电流测量信号，并且电流传感器S2用于估计负载电流，使得负载信号可以从S1的输出中减去。在图9中，传感器S1和S2虽然未示出为电流分流器，但是它们可以是电流分流器。事实上，传感器S1和S2可以由任何合适的传感器技术形成，例如分流器、电流变换器、罗柯夫斯基线圈、磁阻传感器、霍尔效应装置等。如果需要，传感器S1和S2可以由不相似的技术形成。

图9的布置还为仪表提供了检测篡改事件的一些能力。在正常操作中，并且在仪表未被篡改并且在负载侧不存在故障条件的情况下，则沿着导体12的电流应当与导体14中的对应的相等且相反的电流匹配。然而，如果例如通过在仪表周围连接另外的分流器使流过S1的电流减小而试图篡改仪表，则S1和S2中的电流将不再相等。数据处理器50可以对此作出响应并采取适当的动作。适当的动作可以包括向供电商或其它远程实体发送警报，以便采取适当的动作。其它动作可以包括设定警告标志、自动断开电源、或者响应于来自远程管理机构或内部规则表的指令在某些小时选择性地断开电源。

类似地，S1周围连接的附加分流器将导致S1的估计传递函数发生改变。因此，如果传递函数的改变率超过阈值，则可以推断篡改事件。

到目前为止，已经用具有单个带电和单个中性的相应电源描述了所有的实施例。这种电源在欧洲很常见。然而，这里描述的教导也适用于与例如在美国使用的分相电源一起使用，或者与通常在工业情况下发现的三相电源一起使用。

图10示意性地例示说明了三相电源，其中导体L1、L2和L3各自具有与它们相关联的电流传感器S1、S2和S3。在电流传感器S1两端产生的电压被提供给电流处理单元201，以便确定在L1中流动的电流I1。传感器S2两端的电压被提供给第二电流处理单元202以便确定电流I2，并且传感器S3两端的电压被提供给第三电流处理单元203以确定在电源相L3中流动的电流I3。单元201、202和203中的每一个可以包括关于图3、4、5所描述的电路或关于其的变型。因此可以测量在相应相中流动的电流。类似地，提供电压抽头以分别测量导体L1、L2和L3的线电压V1、V2和V3。可以由如关于图6或图7所描述的电压测量电路进行电压测量。每个电路可以周期性地经受检查其电流传感器及其电压测量电路的传递响应，以确认在每种情况下其传递函数没有从初始值漂移或者没有从其先前的估计漂移超过用户限定的余量。

迄今为止，已经就分流传感器描述了电路。为了完整起见，图11示出了感应器传感器，在这种情况下，形成在载流导体240周围的罗柯夫斯基线圈230、罗柯夫斯基线圈的形成和操作对于本领域技术人员来说是已知的，并且在此不需要进一步描述。在图10中，罗柯夫斯基线圈由平面衬底任一侧的导体形成。上侧的导体用实线示出，而下侧的导体用虚线示出。在衬底中存在通孔，以在各个连接点处将上导体连接到下导体，以形成在载流导体周围前进的线圈的螺旋路径。罗柯夫斯基线圈230的输出连接到积分器246，以便将罗柯夫斯基线圈的响应从与频率成比例的响应转换为基本上与频率无关的响应。积分器的输出可以由低通滤波器248滤波以提供抗混叠功能，然后由模数转换器250进行数字化。当使测量电流I_M在附加导体260中流动时，来自罗柯夫斯基线圈230的输出被修改以表示负载电流和测量电流之和。可以使测量电流成为双极性(在任一方向上流动)，以便增加由测量电流的存在造成的ADC输出的有效改变。可替换地，可以使测量电流如关于图3所述的那样在载流导体中流动。

在附加导体260中流动的电流可以由电流源提供，例如通过类似于关于图4描述的电路的电路来提供。在附加导体中流动的电流可以由合适的电流生成电路很好地限定，假设可以使用已知的并且可能校准的电流或者同样不太好控制的电流生成器，并且可以测量它提供的电流。在任何一种事件下，知道测量电流和传感器的响应都允许估计传递函数。

单个电流源/生成器可以用在多相电源中，并且可以被时分复用到各个相，或者在使用附加线260的情况下，线可以穿过每个电流传感器。

当电流传感器是电流变换器时，图11中所示的布置同样有效。如本领域技术人员所知，变换器的输出由负载电阻器加载，并且省略了积分器246。

因此可以提供改善的电流表和电力表，其能够监测其电流和电压传感器的劣化。

该仪表可以包括处理器，该处理器适用于电流测量通道和/或电压测量信道的传递函数或本地传递函数的改变的估计，并且在发生显着改变的事件中采取适当的动作。可替换地或附加地，该仪表可以被布置为将传递函数数据或改变数据发送到远程计算或数据处理设施。仪表可以被布置为响应来自远程设施的指令，例如以修改所消耗的电力量的读数，或者如从电源汲取的电流超过阈值则通过在一天中的某些时间将其断开连接或者将其临时断开来限制电源的可用性。如果用户拖欠它们的耗电付款，也可以实施这些措施。

Claims (20)

1.一种用于确定电流测量布置的传递函数的设备，所述设备包括电流互感器，所述电流互感器布置成在使用中测量沿着第一导体通过的第一电流，其特征在于，所述设备包括信号源和处理设备，所述信号源被布置为供应参考信号，以使得在使用中，所述电流互感器的输出包括由所述参考信号造成的电流参考信号分量，所述处理设备被布置为接收所述输出并提取所述参考信号以估计所述电流互感器的传递函数。

2.根据权利要求1所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，所述参考信号的大小具有已知值，使得根据所述参考信号的已知大小和所述电流参考信号分量来计算所述电流互感器的传递函数。

3.根据权利要求1所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，所述电流互感器在校准步骤期间被校准，并且所述处理设备监测校准之后所述电流互感器的传递函数的改变。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，所述参考信号是间歇施加的电流，使得能够间歇地确定所述传递函数。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，所述参考信号的幅度响应于所测量的负载电流而是可变的。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，所述设备被布置为估计所述第一电流的大小。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，所述电流互感器是电流分流器。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，所述电流互感器是感应式传感器。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，该设备包括布置成测量所述第一电流的第二电流传感器，以及布置成从所述电流互感器的输出中减去所述第二电流传感器的输出的减法器。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，该设备还包括至少一个附加电流传感器，以测量在一个或多个附加导体中流动的电流。

11.根据权利要求1所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，还包括连接在所述第一导体和参考节点之间的电压衰减器，以及跨越所述电压衰减器的阻抗连接的电压测量电路，还包括电压信号源和处理设备，所述电压信号源被布置成供应电压参考信号，以在第一值与第二值之间修改所述参考节点处的电压，使得所述电压衰减器的输出包括由所述电压参考信号造成的电压参考信号分量，所述处理设备被布置成接收所述输出、提取所述电压参考信号并估计所述电压衰减器的传递函数。

12.根据权利要求11所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，所述处理设备还被布置以估计所述第一导体的电压。

13.根据权利要求11或12所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，间歇地施加所述电压参考信号，使得所述电压衰减器的传递函数被间歇地更新。

14.根据权利要求1至3中任一项所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备，其特征在于，该设备还包括用于将数据发送到远程计算机的通信网关。

15.一种电度表，其特征在于，所述电度表包括根据权利要求1所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备。

16.根据权利要求15所述的电度表，其特征在于，所述电度表还包括带电导体和中性导体中的电流测量互感器和被布置为当带电电流和中性电流的测量值相差超过预定阈值时发出警报的处理器。

17.根据权利要求15所述的电度表，其特征在于，所述电度表适于以三相电源操作。

18.根据权利要求15所述的电度表，其特征在于，监测电流互感器响应的改变率，并且如果改变率超过阈值则发出警报。

19.一种电度表，其特征在于，所述电度表包括根据权利要求11所述的用于确定电流测量布置的传递函数的设备。

20.根据权利要求19所述的电度表，其特征在于，所述电度表还包括带电导体和中性导体中的电流测量互感器和被布置为当带电电流和中性电流的测量值相差超过预定阈值时发出警报的处理器。