[發(fā)明專利]基于微型電場(chǎng)傳感芯片的電壓測(cè)量方法、裝置和設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210099073.5
• 申請(qǐng)日: 2022-01-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114487552A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛明勇;徐長(zhǎng)寶;林呈輝;祝健楊;楊婧;譚則杰;田兵;劉仲;呂前程;張佳明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司;南方電網(wǎng)數(shù)字電網(wǎng)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00;G01R29/12;G06F17/11;G06F17/16;G06F17/18
• 代理公司: 華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 樊倩

1.一種基于微型電場(chǎng)傳感芯片的電壓測(cè)量方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取第一傳感芯片檢測(cè)到的第一組電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值，同時(shí)，獲取第二傳感芯片檢測(cè)到的第二組電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值；其中，所述第一傳感芯片和所述第二傳感芯片均被布放與兩根帶電導(dǎo)線所形成的電場(chǎng)中；

以所述兩根帶電導(dǎo)線上的表面電位作為待求解量，基于所述第一傳感芯片、所述第二傳感芯片與所述兩根帶電導(dǎo)線的空間幾何關(guān)系，以及所述第一組電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值、所述第二組電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值，通過(guò)高斯定理構(gòu)建目標(biāo)模型；

使用梯度下降法針對(duì)所述目標(biāo)模型進(jìn)行迭代計(jì)算，得到所述待求解量的最優(yōu)解；所述最優(yōu)解為使得預(yù)設(shè)代價(jià)函數(shù)的函數(shù)值最小的解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述兩根帶電導(dǎo)線平行放置，且兩傳感芯片均位于所述兩根帶電導(dǎo)線的同一側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述兩根帶電導(dǎo)線上的表面電位作為待求解量，基于所述第一傳感芯片、所述第二傳感芯片與所述兩根帶電導(dǎo)線的空間幾何關(guān)系，以及所述第一組電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值、所述第二組電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值，通過(guò)高斯定理構(gòu)建目標(biāo)模型，包括：

以所述兩根帶電導(dǎo)線上的表面電位作為待求解量，通過(guò)高斯定理得到所述待求解量與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系為：

其中，U₁為所述第一帶電導(dǎo)線上的第一表面電位，U₂為所述第二帶電導(dǎo)線上的第二表面電位；E₁₁為所述第一帶電導(dǎo)線在第一傳感芯片所處位置產(chǎn)生的第一電場(chǎng)強(qiáng)度；E₁₂為所述第一帶電導(dǎo)線在所述第二傳感芯片所處位置產(chǎn)生的第二電場(chǎng)強(qiáng)度；E₂₁為所述第二帶電導(dǎo)線在所述第一傳感芯片所處位置產(chǎn)生的第三電場(chǎng)強(qiáng)度；E₂₂為所述第二帶電導(dǎo)線在所述第二傳感芯片所處位置產(chǎn)生的第四電場(chǎng)強(qiáng)度；R₁為所述第一帶電導(dǎo)線的第一導(dǎo)線半徑，R₂為所述第二帶電導(dǎo)線的第二導(dǎo)線半徑；r₁為所述第一帶電導(dǎo)線與所述第一傳感芯片之間的距離，同時(shí)也是所述第一帶電導(dǎo)線與所述第二傳感芯片之間的距離；r₂為所述第二帶電導(dǎo)線與所述第一傳感芯片之間的距離，同時(shí)也是所述第二帶電導(dǎo)線與所述第二傳感芯片之間的距離；x₀為預(yù)設(shè)電位參考點(diǎn)分別與所述第一帶電導(dǎo)線、所述第二帶電導(dǎo)線之間的距離；

以所述第一傳感芯片與所述第二傳感芯片的連線作為y軸，以兩傳感芯片所在線段的垂直平分線作為x軸，構(gòu)建坐標(biāo)系；其中，所述x軸與所述兩根帶電導(dǎo)線垂直；

基于所述第一組電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值、所述第二組電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值，根據(jù)所述第一傳感芯片、所述第二傳感芯片與所述兩根帶電導(dǎo)線的空間幾何關(guān)系，得到各電場(chǎng)強(qiáng)度在所述坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：

E_x1＝E₁₁·cosθ₁+E₂₁·cosθ₁#(8)

E_x2＝E₁₂·cosθ₂+E₂₂·cosθ₂#(9)

E_y1＝E₁₁·sinθ₁+E₂₁·sinθ₁#(10)

E_y2＝E₁₂·sinθ₂+E₂₂·sinθ₂#(11)

r₁·cosθ₁＝2n#(12)

r₂·cosθ₂＝n#(13)

其中，(E_x1，E_y1)為所述第一組電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值，(E_x2，E_y2)為所述第二組電場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量值；θ₁為所述第一垂線與所述x軸之間的夾角，所述第一垂線為根據(jù)所述第一傳感芯片與所述第一帶電導(dǎo)線確定的垂線；θ₂為所述第二垂線與所述x軸之間的夾角，所述第二垂線為根據(jù)所述第一傳感芯片與所述第二帶電導(dǎo)線確定的垂線；n為兩根帶電導(dǎo)線之間的距離；

以公式(4)-(13)作為所述目標(biāo)模型。