[發明專利]一種電流傳感器頻響帶寬測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201811601784.8
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109813951A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 王東興;李瑞;朱燕燕;譚松清;郭春龍;胡志敏
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪;楊希

本發明涉及一種電流傳感器頻響帶寬測量裝置及方法，其中，所述裝置包括：依次連接的一充電單元、一電能存儲單元、一電流波形產生單元、一電流傳感器、一電壓采樣單元和一中央處理單元，其中，所述電能存儲單元通過一電壓檢測單元與所述中央處理單元連接，且該中央處理單元還與所述充電單元連接；所述方法包括：利用方波、脈沖波、多諧波等作為輸入電流傳感器的被測電流信號，并利用電流傳感器的輸出信號衡量電流傳感器的頻響帶寬特性。本發明明顯降低了測量評估電流傳感器頻響和帶寬特性的難度，實用方便，結果可靠，值得推廣。

技術領域

本發明涉及一種電流傳感器頻響帶寬測量裝置及方法。

背景技術

電流傳感器廣泛用于發電、變電、輸電、配電和用電的線路中，各種用電場合的電流大小十分懸殊，從幾安到幾萬安不等，而且既有直流電流測量需求，也有交流電流測量需求，還有高頻電流測量需求。因此，將不同量級的電流按照比例轉換為比較統一的電壓，既方便測量，又方便控制，還有利于采取保護。尤其，隔離式電流傳感器不僅降低了直接測量高電壓線路帶來了風險，而且還降低了實際操作的危險性，提高了隔離式電流傳感器的使用率。

隨著國民生產生活的不斷進步和環保意識的逐步加強，電能質量的精確測量提上日程。如何準確的測量電流獲得更真實的電流信息成了工業用電、民用用電等行業迫切需要解決的課題。用不同頻率的正弦電流信號當作被測電流，通過考察電流傳感器的輸出信號是電流傳感器的頻響和帶寬特性評估的常用的傳統方法。傳統的電流傳感器頻響帶寬測量評估通常需要有初級額定輸入電流源、次級輸出測量設備，其中額定輸入電流源需要能在不同頻率點提供額定的準確電流以被測量。根據每一頻率點，電流傳感器的輸出與被測電流的比值來確定電流傳感器的頻響帶寬。因此，該傳統方式對變頻率的正弦電流源提出較高的要求，尤其，在電流傳感器有較大量程時，對大幅值高頻電流源的要求嚴重限制了電流傳感器頻響和帶寬的評估工作。

總的來說，傳統的電流傳感器的頻響和帶寬的評估方法的主要不足如下：

1、需要有高準確度大容量且頻率連續可寬范圍調節的電流源，否則不能滿足電流傳感器的滿量程頻響帶寬的評估；

2、事實上，精確的高頻大電流電源在制作和實現方面會有較大的難度和較高的成本；

3、每頻率點逐點測試，耗時耗力，增加了測試評估成本；

4、忽略了飛速發展的數字信號和數字信息處理技術；等等。

鑒于傳統方法測量電流傳感器頻響帶寬的以上諸多不足，目前需要對電流傳感器頻響帶寬的測量技術進行改進。

發明內容

為了解決上述現有技術存在的問題并發揮數字信號在信息比對方面的優勢，本發明旨在提供一種電流傳感器頻響帶寬測量裝置及方法，以降低測量評估電流傳感器頻響和帶寬特性的難度和成本。

本發明之一所述的一種電流傳感器頻響帶寬測量裝置，其包括：依次連接的一充電單元、一電能存儲單元、一電流波形產生單元、一電流傳感器、一電壓采樣單元和一中央處理單元，其中，所述電能存儲單元通過一電壓檢測單元與所述中央處理單元連接，且該中央處理單元還與所述充電單元連接，其中：

所述中央處理單元配置為：一方面控制所述充電單元為電能存儲單元充電，并在充電完成后控制所述電能存儲單元向電流波形產生單元供電，并使該電流波形產生單元產生方波、脈沖波或多諧波電流作為輸入所述電流傳感器的被測電流信號，另一方面根據所述電壓檢測單元檢測到的電能存儲單元的電壓變化值和電壓變化時間，計算獲得所述被測電流信號的頻率幅值和相位信息，并根據所述電壓采樣單元從電流傳感器采集到的信號，計算獲得所述電流傳感器的輸出信號的頻率幅值和相位信息，最后比對所述被測電流信號的頻率幅值和相位信息與所述電流傳感器的輸出信號的頻率幅值和相位信息，以確定所述電流傳感器的頻響和帶寬特性。