[發明專利]一種同步多通道電壓采集裝置在線自校準系統

有效

• 申請號: 202111387307.8
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN113820642B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 張榮霞;楊文鋒;周瑞;胡蝶蝶;向仲超;曾興;畢煒
• 申請（專利權）人: 武漢格藍若智能技術有限公司
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 萬暢

1.一種同步多通道電壓采集裝置在線自校準系統，其特征在于，所述在線自校準系統包括：電壓采集裝置和計算裝置；

所述電壓采集裝置包括：頻率可調的高精度電壓源、合并控制核心單元以及各通道的負載電壓信號的電壓采集支路；所述高精度電壓源的輸出端與各個所述電壓采集支路的輸入端連接，所述合并控制核心單元發送同步信號給各個所述電壓采集支路以及所述高精度電壓源；各個所述電壓采集支路對所述高精度電壓源輸出的電壓校準信號及各路負載電壓信號進行同步采集，分別對所述電壓校準信號和各路負載電壓信號進行分離和特征提取，得到所述高精度電壓源的電壓特征信息；所述合并控制核心單元對多通道的電壓特征信息進行重組后輸出到所述計算裝置；

所述計算裝置對多通道電壓數據進行多通道數據分析，采用F檢驗方法對所述高精度電壓源進行運行狀態判斷和校準；在所述高精度電壓源運行狀態穩定時，通過采集所述高精度電壓源在多頻率下的幅值相位參量，再通過最小二乘法反算出各通道負載頻率下的幅值和相位，通過與出廠檢定參數進行比對后計算得到各通道的幅值矯正系數和相位矯正系數，將各個所述幅值矯正系數和相位矯正系數施加到對應的所述電壓采集支路上。

2.根據權利要求1所述的在線自校準系統，其特征在于，所述高精度電壓源輸出的所述電壓校準信號頻率為與所述負載電壓信號頻率鄰近的四個頻率和；。

3.根據權利要求1所述的在線自校準系統，其特征在于，所述電壓采集支路包括單擲開關、信號調理單元和A/D轉換單元；

所述負載電壓信號依次與所述信號調理單元的輸入端連接；所述高精度電壓源通過所述單擲開關與所述信號調理單元的輸入端連接；

所述信號調理單元通過阻抗匹配、增益調節、差分放大及濾波的模擬電路實現信號調理；

所述A/D轉換單元基于所述負載電壓信號與所述電壓校準信號的不同頻率，通過傅里葉變換對所述多通道電壓數據中的所述負載電壓信號與所述電壓校準信號進行合成波形的分離，并完成所述電壓特征信息的精確提?。凰鲭妷禾卣餍畔ǎ夯ā⒎岛拖辔?。

4.根據權利要求1所述的在線自校準系統，其特征在于，所述計算裝置對所述高精度電壓源進行運行狀態判斷和校準之前還包括：

采用箱形圖對所述多通道電壓數據中的異常通道數據進行識別和剔除；所述異常通道數據的識別標準為：小于QL - 1.5*IQR或大于QU + 1.5*IQR的值為異常值，其中QL為下四分位數，QU為上四分位數。

5.根據權利要求1所述的在線自校準系統，其特征在于，所述計算裝置對所述高精度電壓源進行運行狀態判斷的依據為：

時，判斷所述高精度電壓源在N時刻運行狀態正常，性能穩定；

時，判斷所述高精度電壓源在N時刻出現運行狀態偏移；

其中，為高精度電壓源在N時刻與初始時刻的電壓數據的測量值的差值的統計量：；

為高精度電壓源的初始測量值的方差：；

n為電壓采集裝置的通道數，為初始時刻第i個通道測得的電壓值，為初始時刻n個通道的電壓均值；為N時刻與初始時刻的電壓幅值差；為的權陣；

為按照自由度引數查顯著性水平0.05下的F分布表里的對應值。

6.根據權利要求5所述的在線自校準系統，其特征在于，所述計算裝置對所述高精度電壓源進行運行狀態判斷為偏移時，所述計算裝置計算矯正系數k對所述高精度電壓源的誤差進行校準，所述矯正系數k為：

；

其中，為高精度電壓源誤差：；

N為高精度電壓源的偏差時刻，為高精度電壓源發生偏移前的w時間段內各通道的誤差均值：，為第i個通道j次采集的電壓幅值；

為N時刻各通道誤差值：，為第i個通道在N時刻的電壓幅值。