[發明專利]在線測量電流的方法和裝置

無效

• 申請號: 200910085599.2
• 申請日: 2009-05-26
• 公開（公告）號: CN101561458A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 劉海先
• 申請（專利權）人: 劉海先
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 尹振啟

技術領域

本發明屬于電子測量技術領域，更具體的說涉及一種在線測量電 流的方法和裝置。

背景技術

以往，為了測量電流，需要把電流表串接到電流回路中，測量后 再將電流表取出，因而不但影響電路的正常工作，操作上也很不方便。 對此，人們不斷尋找新的測量方法，如中國專利200610157793.3“在 線測量直流系統和方法”就記載了一種測量方法，這種方法雖然不用 再將電流表接入電流回路中，但在測量工程中還是需要關斷回路的正 常工作電流，因而仍然對被測回路的工作造成干擾。中國專利 CN85107432.A“在線直流電流測量方法及在線電流表”披露了另一種 測量方法，該方法可以直接測量回路中的電流，而不必中斷被測電路 的工作，但是其缺點是測量設備要提供與工作電流相同的電流，當要 測量的電流達到100MA～1A時，就不再適合于便攜式儀表，當要測量 的電流達到1A～20A時，則將使測試設備的電源變得非常復雜，另外， 這種測量方法還存在容易受外界因素影響，工作可靠性差的缺陷。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種在線測量 電流的方法，以及實現這種方法的裝置。

本發明的技術方案如下：

一種在線測量電流的方法，具體為：

1)在被測電路中選取一具有線性阻抗的元件；

2)在被測電路保持正常工作狀態下，測取所選元件兩端的電壓， 并且在所選元件兩端并接一測試電源，再次測取所選元件兩端的電壓， 以及測取由測試電源和所選元件所構成的回路中電流；

3)通過計算得出所要測量的電流值。

在進行上述步驟2)之前，首先確定所選元件中工作電流的性質， 然后根據被測量電流的性質，再進行后面的步驟2)、步驟3)。

當被測量電流為直流時，首先用電壓測量裝置測取所選元件兩端 的電壓，得到一電壓值V1；然后，在所選元件兩端并接一直流測試電 源，使由該直流測試電源和所選元件構成的回路中產生一測試電流I1， 并同時測取所選元件兩端的電壓，得到一電壓值V2；最后，通過公式： I＝I1×V1/(V2-V1)計算得出被測電路中的直流工作電流。

當被測量電流為直流時，也可按如下方式進行測量：用輸出方波 脈沖信號的測試電源，串聯電流測量裝置后，并聯在所選元件的兩端， 同時在所選元件兩端并聯電壓測量裝置，分別測取輸出方波高電平時 的電壓Vth、電流Ith和輸出方波低電平時的電壓Vtl、電流Itl，最 后通過公式I＝(Ith*Vtl-Vth*Itl)/(Vth-Vtl)計算出所選元件中的直 流工作電流I。

當被測量電流為直流時，還可按如下方式進行測量：首先，用電 壓測量裝置測取所選元件兩端的電壓，得到一電壓值V1；然后，用發 出正弦波的交流測試電源與串聯在交流測試電源上的選頻電流測量裝 置并聯在所選元件的兩端，測取測試電流It，用選頻電壓測量裝置測 取所選元件兩端的電壓Vt，計算出阻抗值Z＝Vt/It；最后，通過公式 I＝V1/R計算出所選元件中的工作電流I，其中R為Z的實部。

當被測量電流為交流時，其測量步驟為：首先，用選頻電壓測量 裝置測取所選元件兩端的電壓V；然后，用發出正弦波的交流測試電源 與串聯在測試電源上的選頻電流測量裝置并聯在所選元件的兩端，測 取測試電流It，用選頻電壓測量裝置測取所選元件兩端的電壓Vt，計 算出阻抗值Z＝Vt/It；最后，通過公式I＝V/Z計算出所選元件中的工作 電流I，其中的Z、Vt、It、V、I均為矢量。

當被測量電流包含有多種頻率的交流成分時，首先，利用選頻電 壓測量裝置分別測取所選元件兩端各個頻率下的電壓V1、V2...Vn；然 后，用發出正弦波的交流測試電源與串聯在測試電源上的選頻電流測 量裝置并聯在所選元件的兩端，測取電流It，用選頻電壓測量裝置測 取所選元件兩端的電壓Vt，計算出阻抗值Z＝Vt/It；最后，通過公式 I＝V/Z計算出各個頻率下的電流I1、I2...In，并通過公式I＝Vd/R+∑ Ii計算出所選元件中的工作電流I，其中i＝1、2...n，Z、Vt、It、V、 I均為矢量。