[發明專利]一種數字式交直流電流轉換測量裝置和方法

有效

• 申請號: 201110426606.8
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102520237A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 黃曉釘;羅春妹;曹學先;李晶晶;延峰
• 申請（專利權）人: 北京東方計量測試研究所
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦

技術領域

本發明涉及電學計量技術領域，特別是涉及一種數字式交直流電流轉換測量裝置和方法。

背景技術

交流電流的溯源目前還沒有實現自然基準或實物交流電流標準，目前國內外對交流電流的溯源通常是采用交直流電流轉換測量的方法，即通過交流電流的有效值與標準直流電流進行比較，用直流電流的量值確定交流電流的量值。在現有技術中，實現交流電流和直流電流比較的關鍵儀器是以熱電偶為核心的熱電變換器。熱電偶的工作原理是基于賽貝克效應，即將兩種不同的導體兩端連接起來形成回路，如果兩連接點溫度不同，則在回路中形成熱電效應產生的電動勢，也稱為塞貝克電動勢，應用這個原理可以制成熱電變換器。熱電變換器由加熱絲和熱電偶組成，將電流通過加熱絲，可以在加熱絲上產生焦耳熱給熱電偶加熱，使熱電偶產生熱電勢，熱電勢大小取決于熱偶材料和通過加熱絲的電流，熱電變換器即可由直流電流產生熱電勢，也可由交流電流產生熱電勢，在加熱絲頻響很好的情況下，直流電流與等量的交流電流有效值具有相同的熱電效應，輸出相同的熱電勢，由此可實現交流電流與直流電流的比較，從而實現用直流電流的量值來確定交流電流的量值。其中交流電流一個周期T的有效值定義為公式：

IAC(rms)=1T∫0T{I(t)}2dt]]>

在現有技術中，以熱電變換器作為交直流電流轉換器件，實現了模擬式交直流電流轉換測量的標準裝置，測量原理如圖1所示，熱電變換器的輸入端分別連接標準直流源、被校交流源，熱電變換器的輸出端連接直流數字電壓表；首先向熱電變換器中通入與被測交流電流量值相同的直流電流正向值，在熱電變換器中發熱產生熱電勢，其輸出端由直流數字電壓表可檢測出熱電勢，經過約2～3分鐘的熱平衡可得到較穩定的結果，通常為十幾毫伏，然后再通入被測交流電流，同樣在熱電變換器中發熱產生熱電勢，其輸出端也可由直流數字電壓表檢測出熱電勢，也要經過約2～3分鐘的熱平衡得到較穩定的結果，最后再向熱電變換器中通入與被測交流量值相同的直流電流負向值，再經過約2～3分鐘的熱平衡得到較穩定的結果；由直流正反向電流產生的熱電勢的平均值為標準值，被測交流電流產生的熱電勢與其之比即為被測交流電流與標準直流電流之比，由此可以導出被測交流電流的量值。上述模擬式交直流電流轉換測量存在的問題是，響應速度慢，一個測量過程大約需要十分鐘；輸出電壓幅度小，一般僅有十幾毫伏，測量熱偶輸出的直流電壓的準確度不易提高；另外當電流過大時加熱絲會燒毀，熱電變換器易過載損壞。

發明內容

本發明根據現有技術存在的缺陷，提出一種數字式交直流轉換測量的裝置和方法，改善現有的以熱電變換器作為交直流電流轉換器件的模擬式交直流轉換測量存在的響應速度慢、輸出電壓幅度小、易過載燒毀等問題。

本發明的技術方案是：