CN105652133A - 基于手机平台的ct无线测试仪和同步测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于手机平台的CT无线测试仪和同步测试方法，该CT无线测试仪包括：位于CT二次侧的测试仪主机，包括电压电流输入端、第一电压测量电路、电流测量电路、以及主机处理器；以及位于CT一侧次的电压采集器，包括电压输入端、第二电压测量电路、以及从机处理器，还包括无线收发装置，包括与主机处理器电连接的第一无线收发模块和第一收发天线，以及与从机处理器电连接的第二无线收发模块和第二收发天线，其中，第一无线收发模块与第二无线收发模块通信连接。本发明解决了现有基于变频电源法的CT测试仪，由于电流互感器一二次侧距离过远而造成的一系列测量困扰外，还能与手机平台进行数据交互，实现了测试仪功能和应用范围的扩展。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于手机平台的CT无线测试仪和同步测试方法。
背景技术
在电力系统中，电流互感器的性能关系到电力系统的正确测量、正确控制及安全稳定运行，其变比、极性、误差、伏安特性、剩磁系数等参数的试验是检测电流互感器性的的重要依据，相关的国家和行业标准对电流互感器的试验亦有明确规定，因此对电流互感器上述参数和特性进行综合测量，在各种运行状态下对电流互感器的测量准确性进行分析具有重要意义。
目前，现场环境中使用较多的是采用基于变频电源法的CT测试仪，即在二次侧端子箱处加试验电压，同时测量二次侧及一次侧电压，即可同时完成CT变比、极性等试验。
但是，现场中CT一次侧距离二次侧较远，需要很长的测试电缆才能完成测试。在实施本发明的过程中，本发明人认识到：随着测试电缆长度的增加，就会降低测试结果的精度、加大测试工作量以及降低测试工作的安全性。
因此需要一种新型的CT测试装置，以解决一二次侧距离加大问题所带来的一系列困扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于手机平台的CT无线测试仪，以解决一二次侧相互远离带来的测试电缆加长所引起的问题。本发明的目的还在于提供一种CT无线测试仪的同步测试方法，以实现测试同步。
为此，本发明提供了一种基于手机平台的CT无线测试仪，包括：位于CT二次侧的测试仪主机，包括电压电流输入端、第一电压测量电路、电流测量电路、以及与第一电压测量电路和电流测量电路电连接的主机处理器；以及位于CT一侧次的电压采集器，包括电压输入端、第二电压测量电路、以及与第二电压测量电路电连接的从机处理器，还包括：无线收发装置，包括与主机处理器电连接的第一无线收发模块和第一收发天线，以及与从机处理器电连接的第二无线收发模块和第二收发天线，其中，第一无线收发模块与第二无线收发模块通信连接。
进一步地，上述测试仪主机还包括与主机处理器信号连接的手机通信模块。
进一步地，上述无线收发装置为串行通信的无线收发装置。
进一步地，上述手机通信模块为蓝牙通信模块。
进一步地，上述手机通信模块为WIFI通信模块。
进一步地，上述测试仪主机和电压采集器分别设有相互独立的电源。
进一步地，上述测试仪主机还包括与主机处理器信号连接的显示器。
进一步地，上述第二电压测量电路包括用于交流取样的电路部分和用于将取样后的交流转化为方波输出的电路部分。
根据本发明的另一方面，提供了一种根据上面所描述的基于手机平台的CT无线测试仪的同步测量方法，包括以下步骤：测试仪主机将测量启动命令发送给电压采集器，并于约定的时间开启测量，电压采集器在接收到测量启动命令后，立即停止当前工作，并于约定的时间开启与测试仪主机同步测量的步骤；测试仪主机和电压采集器在到达设定的计量周期后，先计算并存储各自通道的频率、幅值及相位值的步骤；以及测试仪主机将测量结果查询命令发送给电压采集器，电压采集器在收到结果查询命令时将存储结果发送给测试仪主机的步骤。
进一步地，上述同步测量方法还包括测试仪主机将汇总自身的存储结果和电压采集器的存储结果提供给手机平台的步骤。
本发明基于手机平台的CT无线测试仪，通过设置无线收发装置，不但解决了现有基于变频电源法的CT测试仪，由于电流互感器一二次侧距离过远而造成的一系列测量困扰外，进一步地还能与手机平台进行数据交互，实现了测试仪功能和应用范围的扩展。根据本发明的同步测试方法，满足了无线通讯时的同步测量要求。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明CT无线测试仪的一实施例的整体结构示意图；
图2是根据本发明CT无线测试仪的测试仪主机的结构框图；
图3是根据本发明CT无线测试仪的电压采集器的结构框图；
图4是根据本发明CT无线测试仪应用于现场的示意图；以及
图5是根据本发明CT无线测试仪的第二电压测量电路的电路图中的一部分；
图6是根据本发明CT无线测试仪的第二电压测量电路的电路图中的另一部分；
图7示出了根据本发明的CT无线测试仪的同步测试方法的测试仪主机的第二电路部分测量流程；以及
图8示出了根据本发明的CT无线测试仪的同步测试方法的电压采集器的测量流程。
附图标记说明
1、测试仪主机；2、电压采集器；
3、电压电流输入端；4、显示器；
5、手机通信模块；6、第一收发天线；
7、电压输入端；8、第二收发天线；
9、第一电压测量电路；10、电流测量电路；
11、主机处理器；12、第一无线收发模块；
13、第二电压测量电路；14、从机处理器；
15、第二无线收发模块；16、手机平台。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为解决现有测量方式中测试距离所带来的缺陷，对现有技术中的包括测试仪主机1和电压采集器2的CT测试仪进行了改进，其中测试仪主机和电压采集器中配置无线收发装置，用于测试仪主机和电压采集器的数据通信。
结合参照图1和图2，测试仪主机包括电压电流输入端3、第一电压测量电路9、电流测量电路10、与第一电压测量电路9和电流测量电路10信号连接的主机处理器11、与主机处理器11信号连接的第一无线收发模块12和第一收发天线6。
其中，电压电流信号经电压电流输入端3，分别进入第一电压测量电路9及电流测量电路10，第一电压测量电路9和电流测量电路10接主机处理器11；显示器4信号接主机处理器11，手机通信模块5接主机处理器11；第一无线收发模块12一端接主机处理器11用于数据交互，一端接第一收发天线6；第一收发天线6用于无线信号收发。
结合参照图1和图3，电压采集器2包括电压输入端7、第二电压测量电路、以及与第二电压测量电路信号连接的从机处理器14，与从机处理器14信号连接的第二无线收发模块15和第二收发天线8。
其中，电压信号经电压输入端7输入；电压输入端7接第二电压测量电路13；第二电压测量电路13输出接从机处理器14；第二无线收发模块15的一端接从机处理器14,用于数据交互，另一端接第二收发天线8；第二收发天线8用于无线信号收发。
本发明还对电压采集器2的电压测量电路13进行了改进。图5和图6示出了交流取样并将正弦波转化为方波的处理电路，图5的电路部分的输出端接图6的电路部分的输入端。
如图5所示，该电路部分包括电阻RU1、电压互感器PT1、反馈电阻RP、二极管D202、二极管D203、运算放大器IC201A、有极性电容C201、电阻R214、电阻R01，各元器件的接线关系如图5所示，电阻RU串联在电压互感器PT1的输入引脚1上，运算放大器201A为反向放大器，同相输入端3接地，反向输入端2与电压互感器PT1的输出引脚2连接，运算放大器IC201A输出端1接有极性电容C201，电阻R214的一端与有极性电容C201的负极连接，另一端接地，同时，运算放大器的反向输入端2通过相互并联的二极管D202、二极管D203和电阻RO1接地，二极管D202采用正接方式，二极管D203采用反接方式，运算放大器的输出端1通过反馈电阻RP连接至反向输入端2。通过以上电路部分实现了交流取样功能。
如图6所示，该电路部分包括第一级运算放大器IC01，具有可调端的可调电阻P403、电阻R411和电阻R412、第二级运算放大器IC02、电阻R409和电阻R410。各元器件的接线关系如图6所示，运算放大器的输入端6连接至运算放大器IC02的同向输入端，运算放大器ICO2的输出端6通过串联的电阻R409和电阻R410接地，并且电阻R410的端电压提供给运算放大器的反向输入端2。
第一级运算放大器ICO1的管脚4和7分别接电源正AV+和电源负AV-，管脚1和8之间串接电阻器P403，电源正AV+连接可调电阻P403的可调端，具有调节运算放大器失调的作用。
以上图5和图6示出的电路已测试使用，可实现交流取样并将AC输入转化为方波输出。
本发明基于手机平台的CT无线测试的装置在测量时：
测试仪主机执行以下步骤：将测量启动命令通过串行无线收发模块发送给电压采集器，并于约定的时间开启测试仪主机端测量的步骤S10；当到达设定的计量周期后，先计算各自通道的频率、幅值及相位值的步骤S12，测试仪主机将测量结果查询命令发送给电压采集器的步骤S14；再通过无线模块读取电压采集器的测量结果的步骤S16；并将各通道结果汇总计算存储后，输出在显示器上显示的步骤S18。
电压采集器执行以下步骤：电压采集器通过串行无线收发模块，接收到测量启动命令后，立即停止当前工作，并于约定的时间开启与测试仪主机同步的新一轮测量的步骤S20；当到达设定的计量周期后，计算并存储所测电压通道的频率、幅值及相位值的步骤S22；等待测试仪主机的测量结果查询命令的步骤S24；以及待接收到测试仪主机的测量结果查询命令时，将存储结果通过串行无线模块发送给测试仪主机的步骤S26，否则继续等待。
至此实现了CT无线测试仪各通道间的同步测量及测量结果的计算。
该测试仪主机中还配备的手机通信模块5，用于实现测试仪主机与手机平台的通信。在保持现有CT测试仪功能的前提下，通过无线通信技术与手机平台相结合，既解决了现有测量方式中测试距离所带来的缺陷，又可借助于手机平台的数据分析计算软件扩大设备的应用范围及功能的扩展，提高测试效率。
本发明基于手机平台的CT无线测试仪，当未收到手机平台通信命令时，自主工作；当收到手机平台通信命令时，按命令进行工作。
本发明基于手机平台的CT无线测试仪，通过测试仪主机配备的手机通信模块与手机平台进行通信；双方按照设定的通信方式，如蓝牙、WIFI，按规定的协议规则进行数据交互，从而实现手机平台对CT无线测试仪工作的读写控制及测量结果的读取。
现场环境下，对CT伏安特性的测量，通过向电流互感器二次侧加载试验源，测量电流互感器二次侧的电压、电流及一次侧的电压信号，通过测量结果的计算、分析来确定该CT的特性。
参照图4，试验源输出试验电源，通过电流互感器二次侧的接线端子加载到电流互感器的二次侧；CT无线测试仪的测试仪主机1用于测量互感器的二次侧信号：测量互感器二次侧的两端电压及流过的电流；电压采集器2用于测量该互感器一次侧的两端电压。
现场测量时，移动终端手机平台16通过蓝牙/WIFI向CT无线测试仪发送测量启动命令，测试仪主机1通过配置的手机通信模块接收到命令后，向电压采集器2发送同步测量指令，开启同步测量，当到达一定的测量周期后，电压采集器2将测量结果通过无线传送给测试仪主机1，测试仪主机1汇总、分析并计算CT无线测试仪各输入通道的测量结果，在将测量结果显示输出的同时，通过手机通信模块，传输测量结果至移动终端手机平台16；移动终端手机平台16获得测量结果后，通过安装的数据分析计算软件可进行保存、打印、分析及数据共享等操作。
相比于传统的CT伏安特性测试仪，本发明基于手机平台的CT无线测试仪的提出，不但解决了现有基于变频电源法的CT测试仪，由于电流互感器一二次侧距离过远而造成的一系列测量困扰外；而且还具有与手机平台进行数据交互的硬件功能，利用智能手机的分析计算能力和良好的用户界面，实现了测试仪功能和应用范围的扩展。
此外，鉴于本发明CT无线测试仪工作的独立性，现场CT特性测量时，实现了CT测试时表源独立，保证了各通道间测量结果的同步性，CT二次侧加载的试验信号为任何类型的输入信号，即：既可为原有的CT伏安特性测试仪的输出，也可以为利用自耦调压器手动调节输入，均不影响测量分析结果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于手机平台的CT无线测试仪，包括：
位于CT二次侧的测试仪主机(1)，包括电压电流输入端(3)、第一电压测量电路(9)、电流测量电路(10)、以及与所述第一电压测量电路(9)和电流测量电路(10)电连接的主机处理器(11)；以及
位于CT一侧次的电压采集器(2)，包括电压输入端(7)、第二电压测量电路(13)、以及与所述第二电压测量电路(13)电连接的从机处理器(14)，其特征在于，还包括：
无线收发装置，包括与所述主机处理器(11)电连接的第一无线收发模块(12)和第一收发天线(6)，以及与所述从机处理器(14)电连接的第二无线收发模块(15)和第二收发天线(8)，其中，所述第一无线收发模块(12)与所述第二无线收发模块(15)通信连接。
2.根据权利要求1所述的基于手机平台的CT无线测试仪，其特征在于，所述测试仪主机还包括与所述主机处理器(11)信号连接的手机通信模块(5)。
3.根据权利要求1所述的基于手机平台的CT无线测试仪，其特征在于，所述无线收发装置为串行通信的无线收发装置。
4.根据权利要求1所述的基于手机平台的CT无线测试仪，其特征在于，所述手机通信模块(5)为蓝牙通信模块。
5.根据权利要求1所述的基于手机平台的CT无线测试仪，其特征在于，所述手机通信模块(5)为WIFI通信模块。
6.根据权利要求1所述的基于手机平台的CT无线测试仪，其特征在于，所述测试仪主机(1)和所述电压采集器(2)分别设有相互独立的电源。
7.根据权利要求1所述的基于手机平台的CT无线测试仪，其特征在于，所述测试仪主机(1)还包括与主机处理器信号连接的显示器(4)。
8.根据权利要求1所述的介于手机平台的CT无线测试仪，其特征在于，所述第二电压测量电路(13)包括用于交流取样的电路部分和用于将取样后的交流转化为方波输出的电路部分。
9.一种根据权利要求1至8中任一项所述的基于手机平台的CT无线测试仪的同步测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
测试仪主机将测量启动命令发送给电压采集器，并于约定的时间开启测量，所述电压采集器在接收到测量启动命令后，立即停止当前工作，并于约定的时间开启与所述测试仪主机同步测量的步骤；
所述测试仪主机和所述电压采集器在到达设定的计量周期后，先计算并存储各自通道的频率、幅值及相位值的步骤；以及
所述测试仪主机将测量结果查询命令发送给所述电压采集器，所述电压采集器在收到结果查询命令时将存储结果发送给所述测试仪主机的步骤。
10.根据权利要求9所述的基于手机平台的CT无线测试仪的同步测量方法，其特征在于，还包括所述测试仪主机将汇总自身的存储结果和所述电压采集器的存储结果提供给手机平台的步骤。
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