[發明專利]用于電場強度測量的非線性補償系統及方法

在審

• 申請號: 202011372201.6
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112540241A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 張慧敏
• 申請（專利權）人: 重慶電子工程職業學院
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12;G01D21/02;G01R35/00
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 隋金艷

1.用于電場強度測量的非線性補償系統，其特征在于，包括：

電場單元，用于實時采集高壓輸電線周圍的電場強度；

溫濕單元，用于實時采集高壓輸電線周圍的溫度、濕度；

儲存單元，用于儲存在不同空氣濕度下測量得到的多組檢驗點的電壓值與對應電場強度；

主控單元，用于通過非線性算法，利用電場強度與溫度、濕度對電場強度進行準確計算，得到修正后的電場強度：

提取在不同空氣濕度下測量得到的多組檢驗點的電壓值與對應電場強度；

在每個濕度下，擬合出電壓值與對應電場強度的曲線；

比較相對濕度h，使其在h_j和h_j+1中間，即h_jhh_j+1，在h_j、h_j+1兩條曲線上用線性插值法求出實際空氣濕度h對應的輸出電壓如下，

式中，U_i,j和U_i,j+1為兩個標準值，根據上式計算出m個電壓輸出值，也即并得出在空氣濕度為h時電壓值U與對應電場強度E的擬合曲線；

將實際電壓值U與得到的m個電壓值進行比較，找出使得并在此區間上使用線性插值法，也即按照下式，

即求出實際電壓值U對應的修正后的電場強度；

輸出單元，用于輸出修正后的電場強度。

2.如權利要求1所述的用于電場強度測量的非線性補償系統，其特征在于，主控單元在每個濕度下擬合電壓值與對應場強的曲線時，采用分段擬合的方式，具體如下：

若電場強度≤第一閾值，或者電場強度≥第二閾值，采用最小二乘法擬合；

若第一閾值≤電場強度≤第二閾值，采用牛頓差值擬合；

第一閾值小于第二閾值。

3.如權利要求2所述的用于電場強度測量的非線性補償系統，其特征在于，主控單元還用于對電場強度與溫度、濕度進行正確性檢驗，判斷電場強度與溫度、濕度的數量級是否符合要求，并將電場強度與溫度、濕度中數量級不符合要求的數據剔除。

4.如權利要求3所述的用于電場強度測量的非線性補償系統，其特征在于，主控單元還用于對提取的在不同空氣濕度下測量得到的多組檢驗點的電壓值與對應電場強度進行濾波，剔除最大值和最小值。

5.如權利要求4所述的用于電場強度測量的非線性補償系統，其特征在于，主控單元還用于對提取的在不同空氣濕度下測量得到的多組檢驗點的電壓值與對應電場強度進行放大。

6.用于電場強度測量的非線性補償方法，其特征在于，包括步驟：

S1、實時采集高壓輸電線周圍的電場強度和溫度、濕度；

S2、儲存在不同空氣濕度下測量得到的多組檢驗點的電壓值與對應電場強度；

S3、通過非線性算法，利用電場強度與溫度、濕度對電場強度進行準確計算，得到修正后的電場強度：

提取在不同空氣濕度下測量得到的多組檢驗點的電壓值與對應電場強度；

在每個濕度下，擬合出電壓值與對應電場強度的曲線；

比較相對濕度h，使其在h_j和h_j+1中間，即h_jhh_j+1，在h_j、h_j+1兩條曲線上用線性插值法求出實際空氣濕度h對應的輸出電壓如下，

式中，U_i,j和U_i,j+1為兩個標準值，根據上式計算出m個電壓輸出值，也即并得出在空氣濕度為h時電壓值U與對應電場強度E的擬合曲線；

將實際電壓值U與得到的m個電壓值進行比較，找出使得并在此區間上使用線性插值法，也即按照下式，

即求出實際電壓值U對應的修正后的電場強度；

S4、輸出修正后的電場強度。