[發明專利]用于非接觸式電壓測量設備的多傳感器配置

在審

• 申請號: 201910384631.0
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110470878A
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: R.施托伊爾;R.羅德里格斯
• 申請（專利權）人: 弗蘭克公司
• 主分類號: G01R15/16
• 分類號: G01R15/16;G01R19/00
• 代理公司: 72001 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉書航;劉春元<國際申請>=<國際公布>

本發明題為“用于非接觸式電壓測量設備的多傳感器配置”。本發明提供了用于測量絕緣導體的AC電壓的系統和方法，而不需要導體和測試電極或探頭之間存在電流連接。非電流接觸式（“或非接觸式”）電壓測量系統包括傳感器子系統、內部接地保護件和參考屏蔽件。共模參考電壓源電耦合在內部接地保護件和參考屏蔽件之間以產生AC參考電壓，該AC參考電壓使得參考電流通過導電傳感器。控制電路接收指示由于AC參考電壓和絕緣導體中的AC電壓而流過傳感器子系統的電流的信號，并且至少部分地基于所接收到的信號來確定絕緣導體中的AC電壓。傳感器子系統包括用于在提高準確度和動態范圍的同時補償導體位置的至少兩個獨立的傳感器。

背景技術。

技術領域

本公開整體涉及電壓測量設備，并且更具體地涉及用于電壓測量設備的傳感器。

背景技術

電壓表是用于測量電路中的電壓的儀器。測量多于一種電氣特性的儀器稱為萬用表或數字萬用表(DMM)，并且操作以測量服務、故障診斷和維護應用通常需要的多個參數。此類參數通常包括交流(AC)電壓和電流、直流(DC)電壓和電流和電阻或導通。還可以測量其他參數，諸如功率特性、頻率、電容和溫度，以符合特定應用的要求。

對于測量AC電壓的常規電壓表或萬用表而言，需要使至少兩個測量電極或探頭與導體電流接觸，這通常需要切除絕緣電線的一部分絕緣體或提前提供測量端子。除了需要暴露的線或端子進行電流接觸之外，將電壓表探頭接觸到剝離的線或端子的步驟可能相當危險，由于存在被電擊或觸電的風險。可使用“非接觸式”電壓測量設備來檢測交流(AC)電壓的存在，而不需要與電路進行電流接觸。當檢測到電壓時，通過指示（諸如燈光、蜂鳴器，或振動電機）提醒用戶。然而，此類非接觸式電壓檢測器僅提供AC電壓存在或不存在的指示，并且不提供AC電壓的實際幅值（例如，RMS值）的指示。

因此，需要一種AC電壓測量系統，該AC電壓測量系統提供方便且準確的電壓測量，而不需要與被測電路進行電流接觸。

發明內容

一種測量絕緣導體中的交流電(AC)的設備可概括為包括：外殼；傳感器子系統，該傳感器子系統物理耦合到外殼，該傳感器子系統能夠靠近絕緣導體選擇性地定位而不電流接觸導體，其中傳感器子系統與絕緣導體電容耦合，傳感器子系統包括第一傳感器部分和獨立于第一傳感器部分的第二傳感器部分；導電內部接地保護件，該導電內部接地保護件至少部分地圍繞傳感器子系統并且與傳感器子系統電流隔離，內部接地保護件的大小和尺寸被設計成保護傳感器子系統免受雜散電流的影響；導電參考屏蔽件，該導電參考屏蔽件圍繞外殼的至少一部分并與內部接地保護件電流絕緣，導電參考屏蔽件的大小和尺寸被設計成減小內部接地保護件和外部接地部之間的電流；共模參考電壓源，在操作中，該共模參考電壓源生成具有參考頻率的交流(AC)參考電壓，共模參考電壓源電耦合在內部接地保護件和導電參考屏蔽件之間；輸入電壓信號調節電路，該輸入電壓信號調節電路能夠選擇性地交替耦合到傳感器子系統的第一傳感器部分和第二傳感器部分，其中在操作中，輸入電壓信號調節電路生成傳感器電流信號，該傳感器電流信號指示由于待測絕緣導體的輸入電壓而傳導流過傳感器子系統的電流；參考信號調節電路，該參考信號調節電路能夠選擇性地交替耦合到傳感器子系統的第一傳感器部分和第二傳感器部分，其中在操作中，參考信號調節電路生成傳感器電流信號，該傳感器電流信號指示由于在待測絕緣導體中檢測的AC參考電壓而傳導流過傳感器子系統的電流；和控制電路，該控制電路通信地耦合到輸入電壓信號調節電路和參考信號調節電路，其中在操作中，控制電路：接收來自輸入電壓信號調節電路和參考信號調節電路中的每一者的傳感器電流信號；以及至少部分地基于接收到的傳感器電流信號、AC參考電壓和參考頻率來確定絕緣導體中的AC電壓。