[發明專利]一種正交基準相位的驗證方法及其裝置

有效

• 申請號: 201610039057.1
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105699772B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 金海彬;游立;胡志遠;彭誠
• 申請（專利權）人: 北京東方計量測試研究所
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 北京市振邦律師事務所 11389
• 代理人: 李朝輝

一種正交基準相位的驗證方法及其裝置，具體驗證方法為：第一步，標準相位源輸出標稱90°或270°的正交向量電壓U₁和U₂；第二步，用相位采樣測量系統測量上述正交向量電壓，采樣測量系統的電壓通道1測量向量電壓U₁，采樣測量系統的電壓通道2測量向量電壓U₂，相位采樣測量系統測得向量電壓U₁和U₂之間的相位差為第三步，互換采樣測量系統的電壓通道，并改變測量向量電壓U₁的方向，相位采樣測量系統測得U₂和?U₁之間的相位差為第四步，正交相位誤差計算，設相位采樣測量系統的正交相位測量誤差為δ，設標準相位源標稱正交輸出相位誤差為并根據上述兩個相位差的值構建兩個二元一次方程，則可計算出正交相位誤差值δ和

技術領域

本發明涉及一種測量方法和裝置，尤其涉及一種正交基準相位的驗證方法及其裝置。

背景技術

在交流阻抗、交流功率等交流測量領域，最關鍵的是兩個正交參考標準的獲得。早期采用高Q值(或已知Q)的互感器、低損耗因數(或已知低損耗因數)的電容器、低時間常數(或已知時間常數)的交流電阻器等，或它們之間的某種組合，產生已知的模擬參考相角標準。隨著數字測量技術的發展，在許多數字測量儀器中，采用數字移相技術產生正交的參考信號。在基于DFT的交流電量測量過程中，為了獲得傅立葉系數，使用兩個正交數字參考信號：sinkωt和coskωt，它比模擬正交參考標準具有更準確的特性。在精密測量(計量)中，正交參考信號的正交性如何需要實驗方法進行驗證。

目前0°和180°參考相位的驗證方法比較簡單，國內外都是采用校準裝置測量同一信號同向(同相0°)和反向(反相180°)后與理論值比較。但90°參考相位驗證比較復雜，國外(包括國內中國計量科學研究院)有采用傳統的RC移相器方法進行驗證。設計一個如圖1電路。

圖中標準電阻器的等效阻抗為：

Z_Req＝R+jω(L-R²C) (1)

標準電容器的等效阻抗為：

移相器的總阻抗為：

圖中的標準電阻器的直流電阻、寄生電感和寄生電容以及標準電容器的標準電容值和損耗值通過阻抗測量儀測量得到。最后通過式(3)計算出一個移相器的理論移相角與采樣系統的采樣計算得到了移相角進行比較。

由于電容的損耗、電阻時間常數、寄生電感、寄生電導等參數是標準電容器和電阻器的寄生參數，對相移器的相移起決定作用，這些參數本身就無法準確測量，而且受內部連接線的影響，RC移相器的實際相移是無法準確測得的。計算得到移相器的理論移相角的不確定度很大，因此該方法只能在毫度量級進行驗證。

發明內容

本發明目的在于提供一種對于微度量級的高準確度正交基準相位的驗證方法及其裝置。具體而言提供

一種正交基準相位的驗證方法，包括標準相位源和相位采樣測量系統，其特征在于：該相位采樣測量系統包括兩個雙通道采樣卡、控制器和時鐘，其中兩個雙通道采樣卡構成相位采樣測量系統兩個電壓通道。具體驗證方法為：

第一步，標準相位源輸出標稱90°或270°的正交向量電壓U₁和U₂；

第二步，用相位采樣測量系統測量上述正交向量電壓，采樣測量系統的電壓通道1測量向量電壓U₁，采樣測量系統的電壓通道2測量向量電壓U₂，相位采樣測量系統測得到向量電壓U₁和U₂之間的相位差；