[發明專利]基于衛星導航系統的電壓、電流精密計量裝置及精密計量方法

有效

• 申請號: 201410634216.3
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104316890B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 黃茂彪;楊衡
• 申請（專利權）人: 成都天興電氣有限公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.基于衛星導航系統的電壓精密計量裝置，其特征在于：它包括電壓-頻率轉換模塊、處理模塊和衛星授時模塊；

所述的電壓-頻率轉換模塊的輸入端連接待測電壓信號，電壓-頻率轉換模塊的輸出端與處理模塊連接；所述的衛星授時模塊從衛星導航系統接收授時信號并提取出時鐘信號，衛星授時模塊的時鐘輸出分別與電壓-頻率轉換模塊和處理模塊的時鐘輸入連接，為電壓-頻率轉換模塊和處理模塊提供時鐘基準；

所述的電壓-頻率轉換模塊采用的芯片不僅將輸入的模擬電壓信號轉換成輸出頻率與輸入信號的大小成比例的脈沖或方波信號，而且利用外部時鐘定義滿量程輸出頻率；采用衛星授時的方式提供時鐘信號，保證了電壓-頻率轉換模塊的芯片時鐘輸入信號的高穩定性和高精確性；

所述的基于衛星導航系統的電壓精密計量裝置，它還包括電壓信號調理模塊，所述的電壓信號調理模塊的輸入端連接到待測電壓信號，電壓信號調理模塊的輸出端與電壓-頻率轉換模塊的輸入端連接；

所述的衛星授時模塊包括GPS衛星授時模塊、北斗衛星授時模塊、GLONASS衛星授時模塊和伽利略衛星授時模塊中的任意一種或多種的組合；

所述的待測電壓信號幅值的計算步驟為：

處理模塊根據衛星授時模塊輸出的高精度時鐘信號，對電壓-頻率轉換模塊輸出的頻率信號進行定時采樣，定時采樣的定時周期與分辨率的關系表達式為：

計數值=輸出頻率×定時周期；

分辨率＝信號幅值/最大計數值

＝信號幅值/（最大輸出頻率×定時周期）；

待測量的電壓信號幅值的計算公式為：

信號幅值=計數值×分辨率

=輸出頻率×定時周期×分辨率。

2.基于衛星導航系統的電流精密計量裝置，其特征在于：它包括電流-頻率轉換模塊、處理模塊和衛星授時模塊；

所述的電流-頻率轉換模塊的輸入端連接待測電流信號，電流-頻率轉換模塊的輸出端與處理模塊連接；所述的衛星授時模塊從衛星導航系統接收授時信號并提取出時鐘信號，衛星授時模塊的時鐘輸出分別與電流-頻率轉換模塊和處理模塊的時鐘輸入連接，為電流-頻率轉換模塊和處理模塊提供時鐘基準；

所述的電流-頻率轉換模塊包括電流-電壓轉換模塊和電壓-頻率轉換模塊；所述的電流-電壓轉換模塊的輸入端連接待測電流信號，電流-電壓轉換模塊的輸出端與電壓-頻率轉換模塊的輸入端連接，電壓-頻率轉換模塊的輸出端與處理模塊連接；

所述的電壓-頻率轉換模塊采用的芯片不僅將輸入的模擬電壓信號轉換成輸出頻率與輸入信號的大小成比例的脈沖或方波信號，而且利用外部時鐘定義滿量程輸出頻率；采用衛星授時的方式提供時鐘信號，保證了電壓-頻率轉換模塊的芯片時鐘輸入信號的高穩定性和高精確性；

所述的基于衛星導航系統的電流精密計量裝置，它還包括電流信號調理模塊，所述的電流信號調理模塊的輸入端連接待測電流信號，電流信號調理模塊的輸出端與電流-頻率轉換模塊的輸入端連接；

所述的衛星授時模塊包括GPS衛星授時模塊、北斗衛星授時模塊、GLONASS衛星授時模塊和伽利略衛星授時模塊中的任意一種或多種的組合；

所述的待測電流信號幅值的計算步驟為：

處理模塊根據衛星授時模塊輸出的高精度時鐘信號，對電流-頻率轉換模塊輸出的頻率信號進行定時采樣，定時采樣的定時周期與分辨率的關系表達式為：

計數值=輸出頻率×定時周期；

分辨率＝信號幅值/最大計數值

＝信號幅值/（最大輸出頻率×定時周期）；

待測量的電流信號幅值的計算公式為：

信號幅值=計數值×分辨率

=輸出頻率×定時周期×分辨率。