一種相位自動(dòng)校準(zhǔn)的測量電路和測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交流信號(hào)高精度相位測量的技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種相位自動(dòng)校準(zhǔn)的測量電路和測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電信號(hào)有三個(gè)基本的特征參數(shù)，即幅值、頻率和相位。測量這些信號(hào)參數(shù)是分析和處理電信號(hào)的基礎(chǔ)，因此準(zhǔn)確地測量這些參數(shù)就顯得很有必要。對交流信號(hào)的相位測量方法之一是檢測交流信號(hào)的過零點(diǎn)，但是當(dāng)交流信號(hào)的幅值過低時(shí)，其信號(hào)的過零點(diǎn)就存在較大的誤差，從而影響相位測量的準(zhǔn)確度。通常的處理方法是將信號(hào)真實(shí)地放大，以消除信號(hào)的過零點(diǎn)誤差，然而將信號(hào)放大后會(huì)影響測量精度。因此，需要一種能避免由信號(hào)放大器所帶來的誤差且準(zhǔn)確度高的測量方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種相位自動(dòng)校準(zhǔn)的測量電路和測量方法，可對任何信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行高精度相位測量，特別是當(dāng)信號(hào)幅值很小時(shí)，也能進(jìn)行高精度測量。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種相位自動(dòng)校準(zhǔn)的測量電路，包括第一電壓輸入端、第一電流輸入端、第二電壓輸入端、第二電流輸入端，其特殊之處在于，還包括電壓互感器、電流互感器、第一通道選擇開關(guān)、第二通道選擇開關(guān)和工作狀態(tài)選擇開關(guān)，所述第一電壓輸入端通過第一電壓采樣電路與電壓互感器的源邊相連，所述第一電流輸入端通過第一電流采樣電路與電流互感器的源邊相連，所述第二電壓輸入端與第二電壓采樣電路相連，所述第二電流輸入端與第二電流采樣電路相連；
[0005]所述第一通道選擇開關(guān)為三聯(lián)動(dòng)單刀雙擲開關(guān)，第一通道選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)與電壓互感器的副邊相連、第一通道選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)與電流互感器的副邊相連、第一通道選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與第一輸出通道相連，第一通道選擇開關(guān)的第二單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)與第一電壓采樣電路的輸出端相連、第一通道選擇開關(guān)的第二單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)與第一電流輸入端相連，第一通道選擇開關(guān)的第三單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)與電壓互感器的源邊零線相連、第一通道選擇開關(guān)的第三單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)與電流互感器的源邊零線相連；
[0006]所述第二通道選擇開關(guān)為兩聯(lián)動(dòng)單刀雙擲開關(guān)，第二通道選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)與第二電壓采樣電路的輸出端相連、第二通道選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)與第二電流采樣電路的輸出端相連，第二通道選擇開關(guān)的第二單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)與第二電壓輸入端的零線相連、第二通道選擇開關(guān)的第二單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)與第二電流輸入端相連；
[0007]所述工作狀態(tài)選擇開關(guān)為兩聯(lián)動(dòng)單刀雙擲開關(guān)，工作狀態(tài)選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)與第一通道選擇開關(guān)的第二單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)相連、工作狀態(tài)選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)與第二通道選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)相連、工作狀態(tài)選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與第二輸出通道相連，工作狀態(tài)選擇開關(guān)的第二單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)與第一通道選擇開關(guān)的第三單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)相連、工作狀態(tài)選擇開關(guān)的第二單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)與第二通道選擇開關(guān)的第二單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)相連、工作狀態(tài)選擇開關(guān)的第二單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)接地。進(jìn)一步地，所述第一電壓采樣電路由第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2構(gòu)成分壓電路，所述第一電流采樣電路為串聯(lián)在電流互感器的源邊的第三采樣電阻R3、所述第二電壓采樣電路由第四分壓電阻R4和第五分壓電阻R5構(gòu)成分壓電路，所述第二電流采樣電路為并聯(lián)在第二電流采樣電路兩端的第六采樣電阻R6 ο第一分壓電阻Rl和第二分壓電阻R2用于獲取電壓互感器PT源邊的電壓信號(hào)，第三采樣電阻R3用于獲取電源互感器CT源邊的電流信號(hào)，第四分壓電阻R4和第五分壓電阻R5用于獲取第二輸出通道的電壓信號(hào)。
[0008]一種利用上述一種相位自動(dòng)校準(zhǔn)的測量電路的測量方法，包括如下步驟:
[0009]I)選擇所述第一輸出通道和第二輸出通道的輸入信號(hào)組合，通過控制第一通道選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)選擇第一路輸入信號(hào)為第一電壓輸入端或者第一電流輸入端，通過控制第二通道選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)選擇第二路輸入信號(hào)為第二電壓輸入端或者第二電流輸入端；
[0010]2)選擇校準(zhǔn)工作狀態(tài)，控制所述工作狀態(tài)選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與第一靜觸點(diǎn)連通，即所述第一通道選擇開關(guān)的第二單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與第二輸出通道連通，所述工作狀態(tài)選擇開關(guān)的第二單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與第一通道選擇開關(guān)的第三單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)的連通；
[0011]3)測量校準(zhǔn)值，輸入第一路輸入信號(hào)，測量出所述第一輸出通道輸出信號(hào)對地的相位差，即電壓互感器或者電流互感器在當(dāng)前信號(hào)幅值下的校準(zhǔn)相位差，并將所述校準(zhǔn)相位差作為校準(zhǔn)值記錄；
[0012]4)選擇測量工作狀態(tài)，控制所述工作狀態(tài)選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與第二靜觸點(diǎn)連通，即所述第二通道選擇開關(guān)的第一單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與第二輸出通道連通；
[0013]5)測量實(shí)際值，輸入第二路輸入信號(hào)，測得所述第一輸出通道的輸出信號(hào)對第二輸出通道的輸出信號(hào)的測量相位差；
[0014]6)校準(zhǔn)相位差，根據(jù)所述校準(zhǔn)值對所述測量相位差進(jìn)行補(bǔ)償修正并顯示輸出。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟3)中第一輸出通道輸出信號(hào)對地的相位差和步驟5)中第一輸出通道的輸出信號(hào)對第二輸出通道的輸出信號(hào)的測量相位差的測量通過相位差測量電路實(shí)現(xiàn)。將目前現(xiàn)有的相位差測量電路與第一輸出通道和第二輸出通道連接即可測量出校準(zhǔn)相位差和測量相位差。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017]1.本發(fā)明能自動(dòng)消除交流信號(hào)通過具有感性或容性電路的信號(hào)測量通道時(shí)產(chǎn)生的測量誤差。
[0018]2.本發(fā)明可對任意幅值的交流信號(hào)進(jìn)行高精度相位測量，特別是當(dāng)信號(hào)幅值很小時(shí)，也能進(jìn)行高精度測量。
[0019]3.本發(fā)明對輸入信號(hào)無極性要求。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明測量電路的電路圖。
[0021]圖2為本發(fā)明測量方法的相位差測量電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖3為使用本發(fā)明測量某個(gè)電流互感器的角誤差示意圖。
[0023]其中:第一電壓輸入端U1，第一電流輸入端I1，第二電壓輸入端U2，第二電流輸入端12，電壓互感器PT，電流互感器CT，第一通道選擇開關(guān)K1 (其中包括:第一單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)U1 ”，第一單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)I1 ”，第一單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)Kn，第二單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)U/，第二單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)I/，第二單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)K12，第三單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)01，第三單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)02，第三單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)K13)，第二通道選擇開關(guān)K2 (其中包括:第一單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)U2，，第一單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)12’，第一單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)K21，第二單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)03，第二單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)04，第二單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)K22)，工作狀態(tài)選擇開關(guān)J1 (其中包括:第一單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)05，第一單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)06，第一單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)Jn，第二單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點(diǎn)07，第二單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點(diǎn)08，第二單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)J12)，第一分壓電阻Rl，第二分壓電阻R2，第三分壓電阻R3，第四分壓電阻R4，第五分壓電阻R5，第六分壓電阻R6。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0025]如圖1所不，本發(fā)明一種相位自動(dòng)校準(zhǔn)的測量電路，包括第一電壓輸入端U1、第一電流輸入端I1、第二電壓輸入端U2、第二電流輸入端12、電壓互感器PT、電流互感器CT、第一通道選擇開關(guān)K1、第二通道選擇開關(guān)K2和工作狀態(tài)選擇開關(guān)J i。第一電壓輸入端U1通過第一電壓采樣電路與電壓互感器PT的源邊相連，第一電流輸入端^通過第一電流采樣電路與電流互感器CT的源邊相連，第二電壓輸入端U2與第二電壓采樣電路相連，第二電流輸入端I2與第二電流采樣電路相連。
[0026]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的電路是一個(gè)雙通道的信號(hào)取樣電路，測量相位是指測量通過第一輸出通道的信號(hào)(U1SI1)與通過第二輸出通道的信號(hào)(1]2或12)的相位差。為了使通過第一輸出通道的