[發明專利]一種旋轉式直流電場傳感器自動校準系統

在審

• 申請號: 201610200945.7
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105785301A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 吳桂芳;趙錄興;崔勇;袁海文;鞠勇;謝莉;陸家榆;劉元慶;呂建勛;陳凱
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網新疆電力公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及一種校準系統，具體講涉及一種旋轉式直流電場傳感器自動校準系統。

背景技術

隨著特高壓輸電工程的蓬勃開展，輸電線路周邊的電磁環境問題日益引起人們重視。在 日趨嚴格的環保形勢下，輸電線路的電磁環境將成為影響其應用和發展的重要因素之一，是 線路設計和運行中必須考慮的重大技術問題。電場強度是電磁環境的一個重要參數，旋轉式 直流電場傳感器被廣泛用于電場強度的測量中。

電場傳感器在使用前需要進行校準，傳統的校準方法是通過校準人員手動進行操作的， 一般至少需要兩個校準人員：其中一人負責改變電場產生裝置電壓等級，另一人負責記錄電 場傳感器的輸出信號，當記錄下多個(一般多于5個)測試點后將數據進行線性擬合以得出 電場傳感器與標準電場的線性關系，完成校準。通過描述可以看出，現有校準方法存在以下 缺點：

第一，操作重復度高、效率低：由于校準人員通過手動改變電壓，效率較低，當電場傳 感器數量較多時工作量較大；

第二，誤差大：電場產生裝置的電壓等級和電場傳感器的輸出信號都是人工讀數和記錄 數據，必然會引入誤差。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的上述問題，本發明提供一種旋轉式直流電場傳感器自動校 準系統。

本發明提供的技術方案是：一種旋轉式直流電場傳感器自動校準系統，其改進之處在于： 所述系統包括：

工控機：其輸出端與可編程直流電源相連，用于控制可編程直流電源的輸出電壓；

可編程直流電源：其輸出端與電場產生裝置相連，用于向電場產生裝置提供電壓；

電場產生裝置：其上固定有旋轉式直流電場傳感器，用于為旋轉式直流電場傳感器提供 均勻電場；

數據采集卡：其輸入端與旋轉式直流電場傳感器的輸出端相連，其輸出端與工控機相連， 用于將旋轉式直流電場傳感器的輸出信號傳遞給工控機。

優選的，所述工控機具有儀器控制功能和數據采集功能，所述儀器控制功能和數據采集 功能通過虛擬儀器技術實現；所述工控機通過GPIB總線與所述可編程直流電源的控制端口相 連，用于發送儀器控制命令給所述可編程直流電源，使其按照控制命令輸出相應的電壓U1； 所述工控機還通過USB總線與所述數據采集卡相連，用于獲取所述數據采集卡采集到的旋轉 式直流電場傳感器的輸出電壓U2。

優選的，所述電場產生裝置包括兩塊彼此分離且相互平行的金屬極板，其中一塊金屬極 板與所述可編程直流電源的輸出正極相連，另一塊金屬極板與所述可編程直流電源的輸出負 極相連。

進一步，兩塊金屬極板通過其間垂直設置的絕緣支柱支撐隔離。

進一步，與所述可編程直流電源的輸出負極相連的金屬極板中部留有通孔，旋轉式直流 電場傳感器固定在所述通孔內。

進一步，所述工控機通過軟件設置和數據采集卡分別獲取校準點數據(E1，U2)，其中 E1為電場產生裝置產生的電場強度，E1＝U1/d，d為電場產生裝置的兩塊金屬極板之間的距離； 當工控機獲取所有校準點后，通過軟件對電場強度E1和旋轉式直流電場傳感器輸出電壓U2 進行數據擬合，以得出并存儲所述旋轉式直流電場傳感器的校準結果。

進一步，所述校準結果包括擬合直線的斜梁K，截距b和判定系數R²；所述工控機通過 所述擬合直線的斜梁K，截距b和判定系數R²獲取電場強度E1和旋轉式直流電場傳感器輸出 電壓U1之間的線性關系。

進一步，所述工控機上的軟件使用LabVIEW或LabWindows/CVI編程實現。

與最接近的現有技術相比，本發明具有如下顯著進步：

本發明提供的技術方案通過工控機控制可編程直流電源，自動改變施加在電場產生裝置 兩金屬極板上電壓，通過數據采集卡將旋轉式直流電場傳感器的輸出電壓信號采集至工控機， 最后通過工控機的軟件進行數據處理，得到旋轉式直流電場傳感器的校準數據，實現了旋轉 式直流電場傳感器的自動校準，大大提高了旋轉式電場傳感器的校準效率，縮短了校準時間 并提高校準精度，解決了目前電場傳感器校準過程中工作量大、耗時久、重復操作多、效率 低等問題。

附圖說明

圖1為本發明提供的旋轉式直流電場傳感器自動校準系統的結構示意圖；

圖2為旋轉式直流電場傳感器的自動校驗方法流程圖；