專利名稱：在數(shù)字系統(tǒng)中測(cè)量交變電壓，交變電流流和測(cè)試信號(hào)相位角的方法和測(cè)試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在數(shù)字系統(tǒng)中測(cè)量交變電壓、交變電流和測(cè)試信號(hào)相位角的方法，以及借助于變壓器和電流互感器在數(shù)字系統(tǒng)中測(cè)量交變電壓、交變電流和測(cè)試信號(hào)相位的測(cè)試設(shè)備。
由DE—PS 3614419已知這種方法和為實(shí)施此方法適用的測(cè)試設(shè)備。
在這種已知的方法中，在要測(cè)得的測(cè)試信號(hào)上疊加一個(gè)作為基準(zhǔn)電壓的直流電壓，因此過(guò)零點(diǎn)的位置在一個(gè)可測(cè)得的較好的電壓范圍內(nèi)變化。在這種已知的測(cè)試設(shè)備中，變壓器和電流互感器的各一個(gè)極與基準(zhǔn)電壓的電位相接，基準(zhǔn)電壓作為原始量與多路變換器接通。此多路變換器再與一個(gè)A/D變換器連接。這種已知的方法和配屬于此方法的測(cè)試設(shè)備，對(duì)于A/D變換器的準(zhǔn)確度提出了很高的要求，因?yàn)榇薃/D變換器始終在一個(gè)由高的基準(zhǔn)電壓確定的相同的工作點(diǎn)下工作。若該A/D變換器不精確或具有非線性，便會(huì)導(dǎo)致工作點(diǎn)出現(xiàn)某種程度的不穩(wěn)定性，并因而使測(cè)試值可能有大約＋/－1比特的誤差。在工業(yè)中應(yīng)用時(shí)，出自于成本的考慮，人們目前正在作出努力，以便能使用盡可能簡(jiǎn)單的、價(jià)廉物美的、并因而具有某種程度非線性在市場(chǎng)上提供的A/D變換器。采用這種A/D變換器時(shí)，按現(xiàn)有技術(shù)的已知方法本身以及為實(shí)施此方法所配屬的測(cè)試設(shè)備，必不可免地會(huì)帶來(lái)顯著的測(cè)量誤差。
本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的方法和為實(shí)施此方法所需的測(cè)試設(shè)備，即使采用了有誤差的工作點(diǎn)漂移的A/D變換器，它們也能準(zhǔn)確地測(cè)量。
按本發(fā)明為達(dá)到此目的采用具有獨(dú)立專利權(quán)利要求1所述特征的方法。從屬權(quán)利要求2中含有按本發(fā)明用以實(shí)施按權(quán)利要求1所述方法的測(cè)試設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種在數(shù)字系統(tǒng)中測(cè)量交變電壓、交變電流和測(cè)試信號(hào)相位角的方法，其中，測(cè)試信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)通過(guò)在原有測(cè)試信號(hào)上疊加一個(gè)作為基準(zhǔn)電壓的直流電壓來(lái)獲得，其特征為測(cè)試信號(hào)(U)的過(guò)零點(diǎn)針對(duì)基準(zhǔn)電壓(URef)測(cè)得；產(chǎn)生另一個(gè)電壓(URef*)，在測(cè)試信號(hào)(U)正半波期間它連續(xù)增大，而在測(cè)試信號(hào)(U)負(fù)半波期間，它連續(xù)減??；以及，此另一個(gè)電壓(URef*)疊加在基準(zhǔn)電壓(URef)上，并因而疊加在測(cè)試信號(hào)上。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種借助于變壓器和電流互感器在數(shù)字系統(tǒng)中測(cè)量交變電壓、交變電流和測(cè)試信號(hào)相位角的測(cè)試設(shè)備，變壓器和電流互感器的次級(jí)側(cè)連接在一個(gè)與A/D變換器相連的多路變換器上，其中，變壓器和電流互感器次級(jí)側(cè)的各有一個(gè)極處于基準(zhǔn)電壓的電位，此基準(zhǔn)電壓加在多路變換器上，作為要測(cè)量的電壓和電流值的原始值，其特征為一方面是變壓器或電流互感器(U或J)次級(jí)側(cè)另一個(gè)極(U1和J1)中的一個(gè)，另一方面是基準(zhǔn)電壓(URef)，它們作為輸入加在比較器(K)上，比較器的輸出經(jīng)RC電路回輸?shù)交鶞?zhǔn)電壓(URef)電位上。
按本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)主要在于，通過(guò)在原有的作為基準(zhǔn)電壓的直流電壓上，疊加另一個(gè)隨時(shí)間改變的電壓，使一個(gè)半波實(shí)際上占了A/D變換器的整個(gè)工作區(qū)。這樣一來(lái)，補(bǔ)償了不準(zhǔn)確度或非線性；在整個(gè)測(cè)量區(qū)間，亦即整個(gè)半波期間，A/D變換器如見(jiàn)有技術(shù)中通常所有的情況那樣，不固定在同樣的工作點(diǎn)上。
有關(guān)的測(cè)試設(shè)備可在具有突出優(yōu)點(diǎn)的方式下來(lái)實(shí)施此方法，其中采用一個(gè)現(xiàn)有熟知的RC元件，在反饋支路上產(chǎn)生一個(gè)在一個(gè)半波期間連續(xù)增加的近似于鋸齒波的電壓，可以用最簡(jiǎn)單的辦法將此電壓疊加到基準(zhǔn)電壓上去。
下面借助于附圖所示之舉例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。


圖1是按本發(fā)明方法的信號(hào)變化曲線；圖2是實(shí)施此方法的測(cè)試設(shè)備示意圖。
測(cè)量值(在這里是測(cè)試電壓U)上如按現(xiàn)有技術(shù)已知的那樣疊加了一個(gè)等量的基準(zhǔn)電壓URef作為固定值。此外，產(chǎn)生另一個(gè)電壓URef*，它在測(cè)試電壓U的正半波期間連續(xù)增大，而在測(cè)試電壓U的負(fù)半波期間不斷減小。電壓URef*同樣疊加在電壓U上；合成后得到的測(cè)量電壓為UM。對(duì)這一電壓UM的處理按已知的方式通過(guò)一個(gè)后置的多路變換器和與之連接的A/D變換器來(lái)進(jìn)行。圖2表示了特別適用于此方法的測(cè)試設(shè)備。要測(cè)試的量(這里是測(cè)試電壓U)與一個(gè)比較器K相接，比較器測(cè)得U的過(guò)零點(diǎn)，并產(chǎn)生一個(gè)與之有關(guān)的具有兩個(gè)不同幅度的直流電壓UKomp，此直流電壓以已知的方式加在一個(gè)RC元件上，使之產(chǎn)生一個(gè)電壓URef*，此電壓URef*的一條隨時(shí)間變化的曲線表示了一個(gè)e函數(shù)，并被疊加在基準(zhǔn)電壓URef上。
權(quán)利要求
1.在數(shù)字系統(tǒng)中測(cè)量交變電壓、交變電流和測(cè)試信號(hào)相位角的方法，其中，測(cè)試信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)通過(guò)在原有測(cè)試信號(hào)上疊加一個(gè)作為基準(zhǔn)電壓的直流電壓來(lái)獲得，其特征為測(cè)試信號(hào)(U)的過(guò)零點(diǎn)針對(duì)基準(zhǔn)電壓(URef)測(cè)得；產(chǎn)生另一個(gè)電壓(URef*)，在測(cè)試信號(hào)(U)正半波期間它連續(xù)增大，而在測(cè)試信號(hào)(U)負(fù)半波期間，它連續(xù)減??；以及，此另一個(gè)電壓(URef*)疊加在基準(zhǔn)電壓(URef)上，并因而疊加在測(cè)試信號(hào)上。
2.借助于變壓器和電流互感器在數(shù)字系統(tǒng)中測(cè)量交變電壓、交變電流和測(cè)試信號(hào)相位角的測(cè)試設(shè)備，變壓器和電流互感器的次級(jí)側(cè)連接在一個(gè)與A/D變換器相連的多路變換器上，其中，變壓器和電流互感器次級(jí)側(cè)的各有一個(gè)極處于基準(zhǔn)電壓的電位，此基準(zhǔn)電壓加在多路變換器上，作為要測(cè)量的電壓和電流值的原始值，其特征為一方面是變壓器或電流互感器(U或J)次級(jí)側(cè)另一個(gè)極(U1和J1)中的一個(gè)，另一方面是基準(zhǔn)電壓(URef)，它們作為輸入加在比較器(K)上，比較器的輸出經(jīng)RC電路回輸?shù)交鶞?zhǔn)電壓(URef)電位上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在數(shù)字系統(tǒng)中測(cè)量交變電壓、交變電流和測(cè)試信號(hào)相位角的方法及其設(shè)備。此時(shí)，在原來(lái)的測(cè)試信號(hào)上疊加一個(gè)作為基準(zhǔn)電壓的直流電壓；根據(jù)測(cè)試信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)產(chǎn)生另一個(gè)電壓，此電壓連續(xù)增大或減小；此另一個(gè)電壓疊加在基準(zhǔn)電壓上，并因而疊加在測(cè)試信號(hào)上。此外，本發(fā)明還涉及一個(gè)測(cè)試設(shè)備，其中，一方面是測(cè)試信號(hào)和另一方面是基準(zhǔn)電壓加在一個(gè)比較器上，比較器的輸出經(jīng)過(guò)一個(gè)已知的RC電路回輸在基準(zhǔn)電壓的電位上。
文檔編號(hào)G01R19/175GK1119740SQ9510601
公開(kāi)日1996年4月3日 申請(qǐng)日期1995年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月8日
發(fā)明者彼得·奧勘尼克, 庫(kù)爾特·庫(kù)格勒 申請(qǐng)人:賴茵豪森機(jī)械制造公司