[實用新型]一種伏安相位表的簡便校準裝置

有效

• 申請號: 200720032821.9
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN201116932Y
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 穆明健
• 申請（專利權）人: 西安愛邦電氣有限公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 西安集思得知識產權代理有限公司
• 代理人: 張晉吉

技術領域

本實用新型涉及一種電工測量儀表，具體地說是測量電壓、電流、相位等電參數的雙鉗型伏安相位表。

背景技術

目前較為常見的SMG2000、ML12等雙鉗伏安相位表，是繼電保護工、校表工和線路裝修工的通用測量工具。該表在測量電壓、電流時，測量信號通過互感器進入儀表，然后由運算放大器放大，通過A/D采樣，計算得到信號的真實有效值。由于互感器和運算放大器存在線性和漂移等問題，致使輸入信號經過這些器件后出現偏差，故此需要對測量結果進行校準，以便得到信號的真實有效值。傳統SMG2000等雙鉗伏安相位表采用的校準辦法是：使用電位器調整硬件電路參數，即調節一個低點和一個最高點，利用這兩個點使運算放大器形成一個線性放大電路，從而實現校準。這種校準辦法存在的缺點是：由于互感器的調整特性曲線并非理想的線性關系，所以會造成測量范圍受限，且校準工作操作復雜，需專業人員才能完成，難以推廣應用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決校準工作操作復雜的問題，提供一種伏安相位表的簡便校準裝置。

本實用新型是這樣實現的：硬件電路主要由輸入選擇開關J、I/V轉換器、可編程增益放大器、A/D轉換器、微控制器、存儲器、按鍵和液晶屏構成，可編程增益放大器、A/D轉換器可分別或一起集成在微控制器內部，也可獨立于微控制器外部。可編程增益放大器用來將信號進行放大；存儲器用來保存計算出的校準系數；按鍵用來確認標準信號已經輸給儀表；液晶屏用來指示需要輸入的標準信號的信號值；微控制器中含有程序軟件，用以控制所有硬件，完成校準功能。其中，由可編程增益放大器、A/D轉換器和微控制器構成一個反饋回路，微控制器根據通過A/D轉換器獲得的可編程增益放大器的輸出，判斷輸入信號的幅度，然后根據信號的幅度調整可編程增益放大器的增益。

對本實用新型進行校準操作時：先讓儀表進入校準工作狀態，隨后只需按照液晶屏的提示輸給儀表標準信號，最后操作按鍵，確認信號已經輸給儀表即可。

本實用新型不僅操作簡單、實用，而且由于采用自動分段校準的方式，降低了對互感器和運算放大器的性能指標要求，方便生產調試，即便使非專業人員亦可完成儀表校準工作。

附圖說明

圖1.本實用新型的電路結構示意圖

圖2.自動校準的計算原理圖

具體實施方式

圖2為本實用新型校準的計算原理：將經過互感器和可編程增益放大器整理過的信號X和輸入真實值Y作為變量，得到一條特性曲線。將特性曲線劃分為若干段，將每個段近似為線性變化。這樣就將每個段看成一條直線，符合二元一次方程的特征曲線Y＝KX+B。然后以二元一次方程的特性，在每條直線上取頂端B和底端A兩點，通過計算得到該條直線的特征參量K和B值。當X在x1到x2范圍變化時，將x代入方程Y＝KX+B，得到的Y值就是測量的結果。

圖1顯示了本實施例的電路結構：系由輸入選擇開關J、I/V轉換器、可編程增益放大器、存儲器、按鍵、微控制器和液晶屏等硬件構成，微控制器內部主要含有A/D轉換器、內核組件。

互感器、輸入選擇開關J、I/V轉換器構成信號的輸入級，實現信號的輸入；可編程增益放大器由數字電位器W和運算放大器實現，用做增益調整電路，來放大信號；存儲器負責存儲校準系數K和B值；按鍵用來確認標準信號已經輸給儀表；液晶屏用來指示需要輸入的標準信號的信號值；由微控制器內核中的程序來控制可編程增益放大器、A/D轉換器、鍵盤、液晶屏和存儲器，完成校準功能。

本實施例之校準功能的實現：以電流校準為例，將電流分為100mA、1A、10A三個量程；將可編程增益放大器的增益按照量程分別設置為n1、n2、n3；校準點設置：在100mA量程時為(0mA，100mA)，在1A量程時為(100mA，1A)，在10A量程時為(1A，10A)。

校準100mA量程的流程如下：

1.將可編程增益放大器的增益設置為n1；

2.在液晶屏上顯示0mA；

3.用戶按照提示輸入0mA電流信號，然后觸發按鍵；

4.按鍵觸發后，儀表對信號進行采樣，計算采樣值的均方根值得到X1值；

5.在液晶屏上顯示100mA；

6.用戶按照提示輸入100mA電流信號，然后觸發按鍵；

7.當儀表檢測到有按鍵觸發后，對信號進行采樣，計算采樣值的均方根值得到X2值；

8.利用二元一次方程公式得到下面方程組：

0＝K*X1+B；(1)

100＝K*X2+B；(2)

解方程組即可以得到K和B值，100mA檔校準完成。

1A和10A檔校準方式與100mA檔相同。當全部點校準完成后將得到的三組K和B值存入存儲器，校準完畢。