CN102768316B - 恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法 - Google Patents

Abstract

恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法，涉及一种测量方法，为了解决目前电感值测量方法的测量精度较低且复杂的问题。它分别基于开关电路、桥式双向开关电路实现的。利用电子开关控制对被测互感器的原边线圈进行充放电，当被测互感器的原边线圈两端电压u₁等于并联在被测电感两端的二极管D的压降U_DP时，测得时间t_D；再测得二极管D稳定放电时被测互感器的副边线圈开路电压，在所述时间t_D内，被测电感的线性放电电流从初值I₁变化到终值I₂，利用公式求被测互感器的互感值M_x。它用于测互感器的电感值。

Description

恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法

技术领域

本发明涉及一种互感值测量方法，特别涉及一种恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法。

背景技术

目前互感器和变压器都习惯用交流正弦方式去定义和分析，变压器主要按交流理想变压器和变压器模型去分析特性，不常用互感的概念。互感器、变压器和电机的绕组广泛用于DC_DC开关电路，需要一种相应的开关方式的测量互感器和变压器中的互感值及其开关特性的方法。目前互感值测量方法的测量精度较低。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前互感值测量方法的测量精度较低的问题，提供一种恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法。

本发明的恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法，

它是基于开关电路实现的，所述开关电路包括电流源Is、二极管D和电子开关S；

电流源Is的电流输入端接供电电源VCC的正极,电流源Is的电流输出端同时与电子开关S的一端连接，电子开关S的另一端同时与二极管D的阴极和被测互感器原边线圈的同名端连接，二极管D的阳极与被测互感器原边线圈的异名端同时接供电电源VCC的电源地；被测互感器的副边线圈开路。

所述开关电路的测量方法包括如下步骤：

步骤一：控制电子开关S闭合，电流源Is向被测互感器的原边线圈充电，使被测互感器中的原边线圈的电流i与电流源Is的额定电流I_s相等；

步骤二：控制电子开关S断开，被测互感器的原边线圈放电，当被测互感器的原边线圈两端的电压u₁等于二极管D的压降U_DP时，测得时间t_D，该时间即为二极管D稳定正向导通时间t_D，在所述时间t_D内，被测互感器的原边线圈线性放电电流从初值I₁=I_s变化到终值I₂；

步骤三：当二极管D稳定放电时，测得被测互感器的副边线圈两端的开路电压U₂；

步骤四：根据所述被测互感器的副边线圈两端的开路电压U₂、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的初值I₁、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的终值I₂和二极管D稳定正向导通时间t_D，利用公式求被测互感器的互感值M。

本发明还提供了一种互感值测量方法，

它基于桥式双向开关电路实现的，

所述桥式双向开关电路包括电流源Is、第一二极管D2、第二二极管D4、电子开关S1、电子开关S2、电子开关S3和电子开关S4；

电流源Is的电流输入端接供电电源VCC的正极,电流源Is的电流输出端同时与电子开关S1和电子开关S3的一端连接，电子开关S1的另一端同时与第一二极管D2的阴极和电子开关S2的一端连接，电子开关S3的另一端同时与第二二极管D4的阴极和电子开关S4的一端连接，电子开关S2的另一端、电子开关S4的另一端、第一二极管D2的阳极和第二二极管D4的阳极同时接供电电源VCC的电源地；被测互感器的原边线圈两端分别与第一二极管D2的阴极和第二二极管D4的阴极连接；被测互感器的副边线圈开路；

所述互感值测量方法包括如下步骤：

步骤一：对被测互感器的原边线圈正向充放电时的测量互感值M_x1；

步骤二：对被测互感器的原边线圈反向充放电时的测量互感值M_x2；

步骤三：根据步骤一测得互感值M_x1和步骤二测得的互感值M_x2，根据公式 $M_x=\frac{M_{x1}+M_{x2}}{2},$ 求互感值M_x。

本发明的优点在于：本发明的方法可以直接测量互感器的互感值Mx，识别线圈极性，同时开关电路的结构简单，成本低，本发明的方法简单。在满量程3000μH时，偏差小于7%。用开关电路配合示波器，可以从原副线圈的波形看出互感的质量和大小，分析DC_DC变压器的开路开关特性和短路开关特性。

附图说明

图1为本发明的恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法的开关电路结构示意图。

图2为采用本发明的恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法的匝数比为2时的互感线圈的一个周期的电压波形。

图3为具体实施方式三的所述的恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法的桥式双向开关电路结构示意图。

图4为采用本发明的恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法的互感器的原边线圈的自感不变时的互感拟合曲线。

图5为采用本发明的恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法的互感器的副边线圈的匝数不变,原边线圈匝数变化时的互感拟合曲线。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本发明的恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法，

它是基于开关电路实现的，所述开关电路包括电流源Is、二极管D和电子开关S；

电流源Is的电流输入端接供电电源VCC的正极,电流源Is的电流输出端同时与电子开关S的一端连接，电子开关S的另一端同时与二极管D的阴极和被测互感器原边线圈的同名端连接，二极管D的阳极与被测互感器原边线圈的异名端同时接供电电源VCC的电源地；被测互感器的副边线圈开路。

所述开关电路的测量方法包括如下步骤：

步骤一：控制电子开关S闭合，电流源Is向被测互感器的原边线圈充电，使被测互感器中的原边线圈的电流i与电流源Is的额定电流I_s相等；

步骤二：控制电子开关S断开，被测互感器的原边线圈放电，当被测互感器的原边线圈两端的电压u₁等于二极管D的压降U_DP时，测得时间t_D，该时间即为二极管D稳定正向导通时间t_D，在所述时间t_D内，被测互感器的原边线圈线性放电电流从初值I₁=I_s变化到终值I₂；

步骤三：当二极管D稳定放电时，测得被测互感器的副边线圈两端的开路电压U₂；

步骤四：根据所述被测互感器的副边线圈两端的开路电压U₂、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的初值I₁、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的终值I₂和二极管D稳定正向导通时间t_D，利用公式求被测互感器的互感值M。

已知I₁=I_s，I₁接近0mA，实际应用中常常设一个待定常系数k正比于用拟合曲线来确定k值。

本实施方式的VCC取12V，与被测互感Mx的额定电压有关，可以在5—500V之间选择。相应的，要选择的二极管D的反向电压能够承受这个电压。

Is是恒流源电路，恒流值一般取100mA，与被测互感Mx的额定电流有关，应小于或等于被测互感器线圈的额定电流。恒流源电路由P沟道的MOS管或PNP的晶体管构成；电子开关S接通时，电流源Is正常工作。电子开关S断开时，电流源Is为0A。

在充电过程中，原边线圈的充电电流i是变化的，并且还会超过恒流源电流，与被测互感器的正向电动势有关，还与开关电路和元件的寄生电容有关，但最后达到恒流值Is；

S为电子开关，可以用NPN晶体管或N沟道的MOS管构成，其开通或关断可以受TTL信号控制。或者可以用通用信号发生器发出的信号控制S的通断；

二极管D为开关电源用的二极管或开关晶体管或MOS管内部的二极管；一般选正向导通电压U_DP小的肖特基二极管。

正向导通电压U_DP，U_DP由所取的二极管决定，例如，取硅管为0.6—0.8V，肖特基管为0.3V左右，U_DP越小，t_D越长，测量自感L₁的分辨率越高。互感M与自感L₁相关。

Mx为被测互感或其他感性传感器的线圈互感或电机线圈的互感；

VCC小于Mx的额定电压值，Is小于Mx的额定电流值。

测量时可以将被测互感的任意一个线圈作为原边线圈，可以指定该原边线圈的一端作为同名端。

电子开关S和二极管D构成互补开关，电子开关S闭合时电流源Is向被测互感器的原边线圈充电，时间足够长使电感中的电流达到稳定值i=I_S，而且有磁通链ψ=L₁I_s，该磁通链部分或全部穿过副边线圈，副边线圈开路。磁通链反映了充电期间充入的所有磁场能量。电流源Is一定时，自感L₁与磁通链ψ成正比

这种状况下,充电过程中i是变的，最后稳定在I_S，但互感器的原边线圈两端的电压u₁是自由可变的，由互感器的原边线圈两端的电动势决定。

电子开关S断开时，互感器的原边线圈中储存的磁通链所对应的电动势经二极管D放电，在释放磁通链对应的磁场能量时，变成强制线圈两端的电压不变，等于二极管D1的正向导通电压U_DP，稳定放电电流会线性下降，并在整个磁回路的线圈中存在每匝的电压为（伏/匝），在开路的副线圈中也感应出来。由于U_DP不变，所以N₁越大，线圈中每匝电压越小,反之N₁越小，线圈中每匝电压越大。

这时的被测互感器的原边线圈电压是二极管D的正向压降U₁=-U_DP=-0.2V左右，如果不考虑电压的符号，对应的被测互感线圈的电流从I₁=Is下降到I₂所释放的磁通链为Δψ=L₁(I₁-I₂)=U_DPt_D，所以原边线圈的自感L₁有如下关系式

$L_1=\frac{U_{\mathrm{DP}}}{I_1-I_2}{t}_D---\left(1\right)$

其中t_D是二极管D处于稳定正向导通的那段时间，当Is一定时，I₁=Is是确定的；当D一定时，I₂也是确定的，并且放电电流线性下降，这用示波器看到。U_DP、I₁和I₂为常数，则t_D与自感值L₁成正比，则测量t_D就可计算出自感值L₁。过了这段时间，磁场能量不足以击穿D的PN结，而与结电容构成LC阻尼振荡，直至磁场能量释放完毕。

适当的设置电子开关S的开关周期和占空比保证充电时间足够达到充电稳定，放电时间大于t_D，用电路、集成电路和单片机定时测量t_D来测量自感值L₁。

同时，互感器在不考虑铜线电阻r1的情况下有:

$u_1=L_1\frac{{\mathrm{di}}_1}{\mathrm{dt}}+M\frac{{\mathrm{di}}_2}{\mathrm{dt}}---\left(2\right)$

$u_2=M\frac{{\mathrm{di}}_1}{\mathrm{dt}}+L2\frac{{\mathrm{di}}_2}{\mathrm{dt}}---\left(3\right)$

其中u₁、u₂、i₁、i₂都是时间t的变量。

当副边线圈开路时，i₂=0，则

$u_1=L_1\frac{{\mathrm{di}}_1}{\mathrm{dt}}---\left(4\right)$

$u_2=M\frac{{\mathrm{di}}_1}{\mathrm{dt}}---\left(5\right)$

两式相比有：

$M=\frac{u_2}{u_1}{L}_1---\left(6\right)$

从示波器观察互感器原副边线圈的电压，知道稳定放电时间电压U₂与U₁=U_DP是成正比的，所以用单片机的AD分别测量出u₁和u₂在稳定放电时期的电压值U₁和U₂就可以计算出互感值：

$M=\frac{U_2}{U_1}{L}_1---\left(7\right)$

其中：U₂是u₂在稳定放电时间段的电压；

U₁=U_DP是u₁在稳定放电时间的电压；

L₁是被测互感器原边线圈的自感；

由于U₁=U_DP

从式（7）和式（1）得到：

$M=\frac{U_2}{I_1-I_2}{t}_D---\left(8\right)$

所以定时测量稳定放电期间原边线圈中放电时间t_D和副边线圈中的开路电压U₂，就可以测量出互感器的互感值。

已知I₁=I_s，I₁接近0mA，实际应用中常常设一个待定常系数k正比于用拟合曲线来确定k值。

在用户使用期间可以用一个满量程的标准互感M_U和一个低端的标准互感M_L，分别放到该电路中测量出U_2U和t_DU、U_2L和t_DL就可以确定系数k。

$M=\frac{M_U-M_L}{U_{2U}{t}_{\mathrm{DU}}-U_{2L}{t}_{\mathrm{DL}}}(U_2{t}_D-U_{2L}{t}_{\mathrm{DL}})$

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本发明的恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法是对具体实施方式一的进一步说明，用示波器监测被测互感器的原边线圈两端的电压波形，得出时间t_D和被测互感器的副边线圈两端的开路电压U₂。。

用示波器监测被测互感器的原边线圈两端的电压波形，在二极管稳定放电时间段，图2的E区，看出时间t_D与自感L₁成正比。监测被测互感器原边线圈电压u₁和副边线圈u₂的波形，在二极管稳定放电时间段从原副边线圈电压波形看出副边线圈电压U₂与原边线圈电压U₁=U_DP成正比。

本实施方式采用开关信号周期为1000us，占空比为0.5，其中VCC=12V，恒流源Is=100mA。示波器的型号为DS1102E100MHz，测量观察互感Mx的原副线圈的电压u₁和u₂的波形。

图2为匝数比为2时的互感线圈的一个周期的电压波形，前一段为充电，后一段为放电,其中VCC=12V，恒流源Is=100mA，上面第一通道为原边线圈电压u₁，下面第二通道为副边线圈电压u₂。其中的E区为稳定放电的时间段t_D。原边线圈匝数N₁=10匝，副边线圈匝数N₂=20匝。

对应的u₁在稳定放电的E区的电压为二极管D的正向导通电压U₁=U_DP，对应的副边线圈的电压u₂在稳定放电的E区的电压U₂是U_DP的2倍。当N₂=N₁时，U₂=U₁=U_DP。当N₂=6N₁时，U₂=6U₁=6U_DP增量。证明匝数比等于稳定放电电压比：

$\frac{N_2}{N_1}=\frac{U_2}{U_1}---\left(9\right)$

上式在理想变压器，磁通不饱和，铜线电阻很小时有效。

法拉第定律是线圈中的电流变化，在线圈两端感应出电动势这里的波形看出，在释放磁通链对应的磁场能量时，变成强制线圈两端的电压不变，等于二极管D的正向导通电压U_DP，稳定放电电流会线性下降，并在整个磁回路的线圈中存在每匝的电压为（伏/匝），在开路的副边线圈中感应出来。由于U_DP不变，所以N₁越大，线圈中每匝电压越小,反之N₁越小，线圈中每匝电压越大。

下面说明互感器Mx的互感值标定试验的方法：

在磁环上绕制已知的N₁，N₂（N2>N1），用电桥测出自感L₁，计算出标准的互感值：

$M_r=\frac{N_2}{N_1}*L_1---\left(10\right)$

将式（8）的测量数据Mx与式（10）的标准数据Mr拟合出一个关系式：

M=k·t_D·U₂+M₀                        （11）

并确定其中的系数k和M₀

下面讨论t_DU₂与互感成正比：

从式（9）和（10）知，当N₁不变（L₁不变，t_D不变），N₂变化时，Mx与U₂成正比。当N₁变（L₁变，t_D变），N₂不变时（N₁>N₂），从式（1）、式（9）和式（10）知，U₁=U_DP被约掉了，U₂不变，所以M与t_D成正比。

另一个计算方法是直接从公式（7）计算互感M,即让U₁=U_DP也参加互感值计算。

具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法，它基于桥式双向开关电路实现的，

所述桥式双向开关电路包括电流源Is、第一二极管D2、第二二极管D4、电子开关S1、电子开关S2、电子开关S3和电子开关S4；

电流源Is的电流输入端接供电电源VCC的正极,电流源Is的电流输出端同时与电子开关S1和电子开关S3的一端连接，电子开关S1的另一端同时与第一二极管D2的阴极和电子开关S2的一端连接，电子开关S3的另一端同时与第二二极管D4的阴极和电子开关S4的一端连接，电子开关S2的另一端、电子开关S4的另一端、第一二极管D2的阳极和第二二极管D4的阳极同时接供电电源VCC的电源地；被测互感器的原边线圈两端分别与第一二极管D2的阴极和第二二极管D4的阴极连接；被测互感器的副边线圈开路；

所述互感值测量方法包括如下步骤：

步骤一：对被测互感器的原边线圈正向充放电时的测量互感值M_x1；

步骤二：对被测互感器的原边线圈反向充放电时的测量互感值M_x2；

步骤三：根据步骤一测得互感值M_x1和步骤二测得的互感值M_x2，根据公式 $M_x=\frac{M_{x1}+M_{x2}}{2},$ 求互感值M_x。

双向充电测量的互感值M_x稳定，适用于传感器设计。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法的进一步说明，所述步骤一中对被测互感器的原边线圈正向充放电时的测量互感值M_x1的过程包括如下步骤：

步骤1：控制电子开关S1和电子开关S4闭合，电子开关S2和电子开关S3断开，电流源Is向被测互感器的原边线圈正向充电，使被测互感器的原边线圈中的电流i与电流源Is的额定电流I_s相等；

步骤2：控制电子开关S1断开，被测互感器的原边线圈正向放电，当被测互感器的原边线圈两端的电压u₁等于第一二极管D2的正向压降U_DP时，测得时间t_D，该时间即为第一二极管D2稳定正向导通时间t_D，在所述时间t_D内，被测互感器的原边线圈的线性放电电流从初值I₁=I_s变化到终值I₂；

步骤3：当第一二极管D2稳定放电时，测得被测互感器的副边线圈两端的开路电压U₂；

步骤4：根据所述被测互感器的副边线圈两端的开路电压U₂、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的初值I₁=Is、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的终值I₂和第一二极管D2稳定正向导通时间t_D，利用公式求被测互感器的互感值M_x1。

已知I₁=I_s，I₁接近0mA，实际应用中常常设一个待定常系数k正比于用拟合曲线来确定k值。

具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式三所述的恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法的进一步说明，所述步骤二中对被测互感器的原边线圈反向充放电时的测量互感值M_x2的过程包括如下步骤：

步骤5：控制电子开关S2和电子开关S3闭合，电子开关S1和电子开关S4断开，电流源Is向被测互感器的原边线圈反向充电，使被测互感器的原边线圈中的电流i与电流源Is的额定电流I_s相等；

步骤6：控制电子开关S3断开，被测互感器的原边线圈反向放电，当被测互感器的原边线圈两端的电压u₁等于第二二极管D4的正向压降U_DP时，测得时间t_D，该时间即为第二二极管D4稳定正向导通时间t_D，在所述时间t_D内，被测互感器的原边线圈的线性放电电流从初值I₁=I_s变化到终值I₂；

步骤7：当第二二极管D4稳定放电时，测得被测互感器的副边线圈两端的开路电压U_L2；

步骤8：根据所述被测互感器的副边线圈两端的开路电压U_L2、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的初值I₁=I_s、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的终值I₂和第二二极管D4稳定正向导通时间t_D，利用公式求被测互感器的互感值M_x2。

已知I₁=I_s，I₁接近0mA，实际应用中常常设一个待定常系数k正比于用拟合曲线来确定k值。

测量时的互感器，取磁环材料为北京798厂生产的R2KB，实际尺寸为厚7mm，外经37mm，内径23mm，磁环截面，7*7mm倒角，自制绕成互感，N₁=20匝，N₂=10—60匝，步进5匝共11个试品，用LCR电桥（HIOKI3532-50），选择1KHZ的频率，另一个线圈开路，测量出L_1r作为标准自感，已知匝数N₁和N₂，用式（10）可以计算出标准互感，标准互感值Mr与N₁和N₂的数据：

表1

其中，L1sr(u2=0)是副边线圈短路时原边线圈的自感，L2sr(u1=0)是原边线圈短路时副边线圈的自感；

自感是另一个线圈开路时的自感，当另一个线圈短路时，从表1数据看，对自感值影响很大。

互感计算值: $M_r=\frac{N_2}{N_1}\·L_{1r};$

$M_{12r}=\frac{N_1}{N_2}\·L_{2r};$

在用本发明的方法测量时N₁=20匝不变，N₂变化时，互感Mx变化。互感M_x从t_D和U₂计算出数据NMx，与Mr拟合出计算式，从式（11）并考虑AD转换和计数等都是线性的，互感的测量数据如表2：其中N_tD为t_D的定时计数值，单位是20ns；Nu1是从电压测量电路3-3输入到单片机中的A/D转换值,测量互感器原边线圈稳定放电时间的电压U₁=U_DP；N_u2是从电压测量电路3-3输入到单片机中的A/D转换值，测量互感器副边线圈稳定放电时间的电压值U₂。

开关电路的切换周期时间为10ms，占空比为0.5.

表2

$M_x=4.3\·\frac{N_{\mathrm{tD}}}{100}\·\frac{N_{u2}}{100}\left(\mathrm{\μH}\right)---\left(12\right)$

其中要求N_u2>300，即U₂>U₁。因为N_tD和N_u2数值较大，分别除100是从数值计算考虑的，总的变换系数为0.00043。

最大绝对误差为125μH，满量程按2000μH计算，则相对误差小于7%，相应的曲线见图4。由于t_D不变，互感Mx随副边线圈的电压U₂成正比，也与匝数N₂成正比。

下面验证互感性质M12=M21。

在上述试验中，将互感线圈调换，重新做试验，即N₁变，L₁变，N₂不变，测量自感变化时的互感数据如表3：

表3

从式（11）并考虑AD转换和计数等都是线性的，有：

$M_{12x}=2.5\·\frac{N_{\mathrm{tD}2}}{100}\·\frac{N_{u22}}{100}+300\left(\mathrm{\μH}\right)---\left(13\right)$

其中要求N_u22≤300。即U₂<U₁=U_DP。因为N_tD和N_u2数值较大，分别除100是从数值计算考虑的，总的变换比例系数为0.00025。

最大绝对误差为124μH，满量程按2000μH计算，则相对误差小于7%，相应的曲线见图5。由于自感变化，t_D变化，互感M_12x随自感变化较多。U₂随自感的增加而略有下降。表现出N₁增加时，线圈每匝电压下降。图5中还反映出，自感值与匝数的平方成正比，互感值与匝数N₁成正比。

自感的拟合式：L_x＝0.137N_tD-131(μH)            （14）

适合于互感器中任意一个线圈自感值的测量。

Claims (1)

1.恒流源充电二极管放电的开关式互感值测量方法，

它基于桥式双向开关电路实现的，

所述桥式双向开关电路包括电流源Is、第一二极管D2、第二二极管D4、电子开关S1、电子开关S2、电子开关S3和电子开关S4；

电流源Is的电流输入端接供电电源VCC的正极,电流源Is的电流输出端同时与电子开关S1和电子开关S3的一端连接，电子开关S1的另一端同时与第一二极管D2的阴极和电子开关S2的一端连接，电子开关S3的另一端同时与第二二极管D4的阴极和电子开关S4的一端连接，电子开关S2的另一端、电子开关S4的另一端、第一二极管D2的阳极和第二二极管D4的阳极同时接供电电源VCC的电源地；被测互感器的原边线圈两端分别与第一二极管D2的阴极和第二二极管D4的阴极连接；被测互感器的副边线圈开路；

所述互感值测量方法包括如下步骤：

步骤一：对被测互感器的原边线圈正向充放电时测量互感值M_x1；

步骤二：对被测互感器的原边线圈反向充放电时测量互感值M_x2；

步骤三：根据步骤一测得的互感值M_x1和步骤二测得的互感值M_x2，根据公式 $M_x=\frac{M_{x1}+M_{x2}}{2},$ 求互感值M_x；

其特征在于，所述步骤一中对被测互感器的原边线圈正向充放电时测量互感值M_x1的过程包括如下步骤：

步骤1：控制电子开关S1和电子开关S4闭合，电子开关S2和电子开关S3断开，电流源Is向被测互感器的原边线圈正向充电，使被测互感器的原边线圈中的电流i与电流源Is的额定电流I_s相等；

步骤2：控制电子开关S1断开，被测互感器的原边线圈正向放电，当被测互感器的原边线圈两端的电压u₁等于第一二极管D2的正向压降U_DP时，测得时间t_D，该时间即为第一二极管D2稳定正向导通时间t_D，在所述时间t_D内，被测互感器的原边线圈的线性放电电流从初值I₁＝I_s变化到终值I₂；

步骤3：当第一二极管D2稳定放电时，测得被测互感器的副边线圈两端的开路电压U₂；

步骤4：根据所述被测互感器的副边线圈两端的开路电压U₂、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的初值I₁＝Is、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的终值I₂和第一二极管D2稳定正向导通时间t_D，利用公式求被测互感器的互感值M_x1；

所述步骤二中对被测互感器的原边线圈反向充放电时测量互感值M_x2的过程包括如下步骤：

步骤5：控制电子开关S2和电子开关S3闭合，电子开关S1和电子开关S4断开，电流源Is向被测互感器的原边线圈反向充电，使被测互感器的原边线圈中的电流i与电流源Is的额定电流I_s相等；

步骤6：控制电子开关S3断开，被测互感器的原边线圈反向放电，当被测互感器的原边线圈两端的电压u₁等于第二二极管D4的正向压降U_DP时，测得时间t_D，该时间即为第二二极管D4稳定正向导通时间t_D，在所述时间t_D内，被测互感器的原边线圈的线性放电电流从初值I₁＝I_s变化到终值I₂；

步骤7：当第二二极管D4稳定放电时，测得被测互感器的副边线圈两端的开路电压U_L2；

步骤8：根据所述被测互感器的副边线圈两端的开路电压U_L2、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的初值I₁＝I_s、被测互感器的原边线圈的线性放电电流的终值I₂和第二二极管D4稳定正向导通时间t_D，利用公式求被测互感器的互感值M_x2。