CN108072857A - 电压测量系统的检验单元 - Google Patents

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CN108072857A CN201711104991.8A CN201711104991A CN108072857A CN 108072857 A CN108072857 A CN 108072857A CN 201711104991 A CN201711104991 A CN 201711104991A CN 108072857 A CN108072857 A CN 108072857A
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Abstract

本发明题为“电压测量系统的检验单元”。本发明公开了提供便携式且验证的电压源的系统和方法，所述验证的电压源允许对独立的非接触式电压测量系统进行安全测试。本公开的检验单元提供跨绝缘线的已知或指定的交流(AC)电压输出，所述AC电压可以是固定的，或者可通过适当的用户界面由用户选择。所述检验单元可包括视觉指示器和/或听觉指示器，所述视觉指示器和/或听觉指示器向所述用户提供确认所述检验单元正在供应具有所述检验单元的所述规格的输出电压的指示，因此所述用户将知道所述检验单元正在正常操作，并且准备好测试非接触式电压测量系统。如果所述检验单元不能够提供所述指定的电压输出，则所述指示器向所述用户提供所述检验单元当前不起作用的信号。所述检验单元还可验证接触式电压测量系统（例如，DMM）。

Description

电压测量系统的检验单元
技术领域
本公开整体涉及电特性的测量，并且更具体地，涉及交流(AC)和/或直流(DC)电压的接触式和非接触式测量的检验单元。
背景技术
电压表是用于测量电路中的电压的仪器。测量多于一种电特性的仪器称为万用表或数字万用表(DMM)，并且操作以用于测量服务、故障排除和维护应用通常需要的许多参数。此类参数通常包括交流(AC)电压和电流、直流(DC)电压和电流以及电阻或通断性。还可以测量其他参数，诸如功率特性、频率、电容和温度，以满足特定应用的要求。
对于测量AC电压的常规电压表或万用表，需要使至少一个测量电极或探头与导体电流接触，这通常需要切除绝缘线的一部分绝缘体，或提前提供测量端子。除了需要暴露的电线或端子进行电流接触之外，将电压表探头接触到剥离的电线或端子的步骤可能相当危险，因为具有被电击或触电的危险。
非接触式电压检测器可用于检测交流(AC)电压（通常为高电压）的存在，而不需要与电路电流接触。当检测到电压时，通过指示诸如灯、蜂鸣器或振动电机来警告用户。此类非接触式电压检测器仅提供AC电压存在或不存在的指示，并且不提供AC电压的实际大小（例如，RMS值）的指示。
发明内容
验证电压测量系统的操作的方法可以总结为包括：通过直流(DC)电源子系统的输出端提供从DC电源接收的DC电力；在DC-AC转换器的输入端处接收从DC电源子系统输出的DC电力；通过DC-AC转换器将所接收的DC电力的电压转换为DC-AC转换器的输出端处的指定AC电压；以及使用由DC-AC转换器输出的指定AC电压对绝缘线通电，其中该绝缘线包括由绝缘层围绕并且可接入独立的非接触式AC电压测量系统的第一导体，该非接触式AC电压测量系统能够测量绝缘线中的电压而不与该绝缘线中的第一导体电流接触；并将指定的AC电压输出与待验证的非接触式AC电压测量系统耦合。将指定的AC电压输出与非接触式AC电压测量系统耦合可包括通过用户的体电容将指定的AC电压输出与非接触式AC电压测量系统电容耦合。将指定的AC电压输出与非接触式AC电压测量系统耦合可包括通过第二导体将指定的AC电压输出与非接触式AC电压测量系统耦合。
该方法还可包括支撑绝缘线，使得绝缘线的至少一段长度位于包含DC电源子系统和DC-AC转换器的外壳外部。支撑绝缘线可包括通过第一线支撑构件和第二线支撑构件支撑绝缘线，第二线支撑构件与第一线支撑构件间隔开，第一线支撑构件支撑绝缘线的第一端，并且第二线支撑构件支撑与第一端相对的绝缘线的第二端，使得绝缘线横跨在第一线支撑构件和第二线支撑构件之间。提供DC电力可包括提供来自至少一个电池的DC电力。
该方法还可包括通过用户界面接收多个AC电压电平中的一个AC电压电平的选择；并且使DC-AC转换器至少部分地基于所接收的选择来输出处于所选择的AC电压电平的AC电压。
该方法还可包括通过AC电源子系统从AC电源接收AC电力；并且直接或间接地通过AC电源子系统向DC-AC转换器提供电力。向DC-AC转换器提供电力可包括向至少一个电耦合至DC电源子系统的电池提供电力。
用于验证电压测量系统的操作的检验单元可以总结为包括：直流(DC)电源子系统，该DC电源子系统包括提供DC电压的至少一个输出端；DC-AC转换器，该DC-AC转换器包括输入端和输出端，该DC-AC转换器的输入端电耦合至DC电源子系统的至少一个输出端中的至少一个，其中该DC-AC转换器在操作中从DC电源子系统接收DC电压，并且将该DC电压转换为DC-AC转换器输出端的指定AC电压；绝缘线，该绝缘线包括被绝缘层围绕的导体，该导体可选择性地电耦合至DC-AC转换器的输出端；以及耦接到绝缘线的线支撑部分，该线支撑部分物理地支撑绝缘线，使得该绝缘线可接入独立的非接触式AC电压测量系统，该非接触式AC电压测量系统能够测量绝缘线中的电压而不与该绝缘线中的导体电流接触；以及一对电触点，其可选择性地电耦合至DC-AC转换器的输出端中的至少一个或DC电源子系统的至少一个输出端中的至少一个，所述一对电触点中的每一个可接入独立的接触式电压测量系统的测试仪器探头。DC电源子系统可包括DC调节器电路，该DC调节器电路在操作中将DC电源子系统的至少一个输出端中的至少一个调节至指定DC电压。
检验单元还可包括外壳，该外壳包含DC电源子系统和DC-AC转换器，其中所述一对电触点设置在外壳的外表面上，并且线支撑部分支撑绝缘线，使得该绝缘线的长度的至少一部分位于外壳的外表面外部。线支撑部分可包括从外壳向外延伸的第一线支撑构件和从外壳向外延伸的第二线支撑构件，第二线支撑构件与第一线支撑构件间隔开，第一线支撑构件支撑绝缘线的第一端，并且第二线支撑构件支撑绝缘线的与第一端相对的第二端，使得绝缘线横跨在第一线支撑构件和第二线支撑构件之间。
检验单元还可包括外壳，该外壳包含DC电源子系统和DC-AC转换器，其中所述一对电触点各自设置在外壳的外表面的凹陷部分上。
检验单元还可包括外壳，该外壳包括电池隔室，其大小和尺寸被设计成在其中接收至少一个电池，并且DC电源子系统包括可电耦合至位于电池隔室中的至少一个电池的输入端。DC-AC转换器可包括开关升压转换器或变压器中的至少一者。
检验单元还可包括指示器，该指示器在操作中提供在绝缘线中是否存在电压或者跨所述一对电触点是否存在电压的指示，该指示器包括听觉指示器或视觉指示器中的至少一者。
检验单元还可包括用户界面；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器通信地耦接到用户界面、DC-AC转换器和DC电源子系统，其中所述至少一个处理器在操作中：通过用户界面接收检验单元的所需输出端的选择；并且响应于所接收的选择：使DC-AC转换器输出绝缘线中的指定AC电压；使DC-AC转换器输出跨所述一对电触点的指定AC电压；或使DC电源子系统输出跨所述一对电触点的指定DC电压。
检验单元还可包括AC电源子系统，其中该AC电源子系统在操作中从AC电源接收AC电力，并且直接或间接地向DC-AC转换器或DC电源子系统提供电力。AC电源子系统可向与DC电源子系统电耦合的至少一个电池提供电力。
套件可以总结为包括：能够测量绝缘线中的电压而不与绝缘线中的导体电流接触的非接触式交流(AC)电压测量系统；以及用于验证非接触式交流(AC)电压测量系统的操作的检验单元，所述检验单元包括：外壳；设置在该外壳内的直流(DC)电源子系统，该DC电源子系统包括从至少一个电池接收电力的输入端和提供DC电压的输出端；设置在外壳中的DC-AC转换器，该DC-AC转换器包括输入端和输出端，该DC-AC转换器的输入端电耦合至DC电源子系统的输出端，其中该DC-AC转换器在操作中从DC电源子系统接收DC电压，并将该DC电压转换为DC-AC转换器输出端的指定AC电压；绝缘线，该绝缘线包括被绝缘层围绕的导体，该导体电耦合至DC-AC转换器的输出端；以及耦接到绝缘线的线支撑部分，该线支撑部分物理地支撑该绝缘线，使得该绝缘线的长度的至少一部分位于外壳的外表面外部。
附图说明
在附图中，相同的附图标记指示相似的元件或动作。附图中的元件的大小和相对位置不一定按比例绘制。例如，各种元件的形状和角度不一定按比例绘制，并且这些元件中的一些可能被任意地放大和定位，以提高附图的可读性。此外，绘制的元件的特定形状不一定意图传达关于特定元件的实际形状的任何信息，并且可能仅为了便于在附图中识别而被选择。
图1是根据一个例示的具体实施的环境的示意图，在该环境中操作者可使用非接触式电压测量系统来测量绝缘线中存在的AC电压，而不需要与线电流接触。
图2是根据一个例示的具体实施的非接触式电压测量系统检验单元的等距视图。
图3是图2的非接触式电压测量系统检验单元的前正视图。
图4是图2的非接触式电压测量系统检验单元的前正视图，其中示出非接触式电压测量系统的前端接触检验单元的绝缘线，以验证非接触式电压测量系统的操作。
图5是根据一个例示的具体实施的非接触式电压测量系统检验单元的示意性框图。
图6是根据一个例示的具体实施的非接触式电压测量系统检验单元的示意图，该非接触式电压测量系统检验单元包括带安装件，用于选择性地将带联接到非接触式电压测量系统检验单元。
图7是根据一个例示的具体实施的电压测量系统检验单元的示意性框图，该电压测量系统检验单元用于测试或检验非接触式电压测量系统和接触式电压测量系统两者的操作。
图8是根据一个例示的具体实施的电压测量系统检验单元的示意图，该电压测量系统检验单元用于测试或检验非接触式电压测量系统和接触式电压测量系统的操作。
具体实施方式
最近开发出了提供方便且准确的电压测量而不需要与被测电路电流接触的AC电压测量系统。在一些应用中，使用此类非接触式电压测量系统的技术人员可能处于没有发现已知的电压源来验证非接触式电压测量系统的操作的区域中。例如，技术人员可能在由于天气或其他原因电力必须被切断或离线的风力发电机的塔中或者在偏远的泵送位置处。在一些应用中，可能需要或要求在执行电路的测试之前也可能在之后，在已知的电压源上验证非接触式电压测量系统的操作。本公开的具体实施有利地提供便携式非接触式电压测量系统检验单元或“检验单元”，该检验单元可由技术人员在没有已知电压源或所有已知电压源被断开的情况下使用。在至少一些具体实施中，检验单元还可提供用于检验接触式电压测量系统（例如，常规DMM）的功能。在下面的描述中，阐述了某些具体细节以便提供对所公开的各种具体实施的彻底理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下，或者使用其他方法、组件、材料等的情况下实现这些具体实施。在其他实例中，没有详细示出或描述与计算机系统、服务器计算机和/或通信网络相关联的公知结构，以避免不必要地模糊这些具体实施的描述。
除非上下文另有要求，否则贯穿整个说明书和权利要求书，单词“包含”与“包括”是同义的，并且是包容性的或开放式的（即，不排除额外的、未被引用的元件或方法动作）。
本说明书通篇对“一个具体实施”或“具体实施”的引用意指结合该具体实施描述的特定特征、结构或特性包括在至少一个具体实施中。因此，本说明书通篇各个地方出现的短语“在一个具体实施中”或“在具体实施中”不一定全部指代相同的具体实施。此外，在一个或多个具体实施中，特定特征、结构或特性可以任何合适的方式组合。
如本说明书和所附权利要求书所用，单数形式“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另有明确指示。还应指出的是，术语“或”通常用作在其意义上包括“和/或”，除非上下文另有明确指示。
本文所提供的标题和说明书摘要仅为了方便而提供，并且不解释具体实施的范围或含义。
如下面进一步讨论的，本文所讨论的检验单元的至少一些具体实施提供了允许对非接触式电压测量系统进行安全测试的便携式验证电压源。本公开的检验单元可提供经验证的电压输出（例如，100VAC、120VAC、240VAC、250VAC），该电压输出可以是固定的或者可通过适当的用户界面（例如，开关、拨盘、触摸屏）由用户进行选择。检验单元可包括视觉指示器（例如，LED、显示器）和/或听觉或触觉指示器（例如，扬声器，蜂鸣器），该指示器向用户提供检验单元实际上正在提供具有检验单元规格的输出电压的指示，从而用户将知道检验单元正在正常运行，并准备测试非接触式电压测量系统。在该实施例中，如果检验单元由于任何原因（例如，低电量）而不能提供指定的电压输出，则指示器向用户提供检验单元当前不起作用的信号。
图1是环境100的示意图，在该环境中技术人员104可使用非接触式电压测量系统102来测量绝缘线106中存在的AC电压，而不需要非接触式电压测量系统和线106之间的电流接触。图2至图6示出可用于验证非接触式电压测量系统102或其他非接触式电压测量系统的操作的非接触式电压测量系统检验单元或系统200的各种视图。图7和图8分别示出了用于验证非接触式电压测量系统和接触式电压测量系统的操作的电压测量系统验证单元300和350。
再次参见图1，非接触式电压测量系统102包括外壳或主体108，该外壳或主体包括握持部分或端部110以及与该握持部分相对的探头部分或端部112（在本文中也称为前端）。外壳108还可包括便于用户与非接触式电压测量系统102交互的用户界面114。用户界面114可包括任何数量的输入件（例如，按钮、拨盘、开关、触摸传感器）和任何数量的输出件（例如，显示器、LED、扬声器、蜂鸣器）。非接触式电压测量系统102还可包括一个或多个有线和/或无线通信接口（例如，USB、Wi-Fi®、Bluetooth®）。
在至少一些具体实施中，探头部分112可包括接收绝缘线106的凹陷部分116。绝缘线106包括导体122和围绕导体122的绝缘体124。当绝缘线106位于非接触式电压测量系统102的凹陷部分116内时，凹陷部分116可包括邻近该绝缘线的绝缘体124安置的传感器或电极。尽管为了清楚起见未示出，但传感器可设置在外壳108的内侧，以防止传感器和其他物体之间的物理接触和电接触。
如图1所示，在使用中，操作者104可抓握外壳108的握持部分110并且将探头部分112放置为接近绝缘线106，使得非接触式电压测量系统102可准确地测量该线中存在的相对于接地端（或另一参考节点）的AC电压。虽然探头端部112被示出为具有凹陷部分116，但是在其他具体实施中，探头部分112可被不同地配置。例如，在至少一些具体实施中，探头部分112可包括可选择性地移动的夹具、钩、包括传感器的平坦或弓形表面，或允许非接触式电压测量系统102的传感器被定位成接近绝缘线106的其他类型的界面。
可能在某些具体实施中使操作者的身体充当地面/接地参考。本文所讨论的测量功能不限于仅相对于地面测量的应用。外部参考可电容耦合至任何其他电位。例如，如果外部参考电容耦合至三相系统中的另一相，则测量相间电压。
如下面进一步讨论的，在至少一些具体实施中，非接触式电压测量系统102可在AC电压测量期间利用操作者104和接地端128之间的体电容(CB)。尽管术语“接地端”用于节点128，但是该节点不一定是地面/接地，而是可以通过电容耦合以电流隔离的方式连接到任何其他参考电位（参见图4）。
图2和图3示出了非接触式电压检验单元或系统200的实施方案，该非接触式电压检验单元或系统可用于验证或“检验”非接触式电压测量仪器或系统（诸如非接触式电压测量系统102）正在正常工作。图5示出了非接触式电压检验单元200的各种组件的示意性框图。
在例示的具体实施中，检验单元200包括外壳或主体216，该外壳或主体具有大致长方体的形状、具有顶表面218、与该顶表面相对的底表面220、前侧壁222、与该前侧壁相对的后侧壁224、左侧横向侧壁226和与该左侧横向侧壁相对的右侧横向侧壁228。在其他具体实施中，检验单元200可具有不同形状的外壳或主体。
接近左侧横向侧壁226的是第一线支撑构件230，该第一线支撑构件从外壳216的顶表面218向外延伸。接近右侧横向侧壁228的是第二线支撑构件232，该第二线支撑构件从外壳的顶表面218向外延伸。第一线支撑构件230和第二线支撑构件232在本文中可以统称为线支撑部分。第一线支撑构件230和第二线支撑构件232支撑绝缘线212，该绝缘线大致横跨线支撑构件之间的外壳216的长度。绝缘线212的长度的至少一部分与外壳216的顶表面218向外间隔开，这允许测试包括夹具或钩的非接触式电压测量系统，使得在测试非接触式电压测量系统期间夹具或钩可以抓握绝缘线。绝缘线212包括虚线所示的导体234和围绕该导体的绝缘层236。绝缘线212可以是刚性的或柔性的。此外，绝缘线212的大小和尺寸可例如被选择为类似于旨在由一个或多个非接触式电压测量系统测量的绝缘线。通常，绝缘线212可接入独立的非接触式电压测量系统，该非接触式电压测量系统能够测量绝缘线中的电压而不与该绝缘线中的导体234电流接触。
外壳216的前侧壁222可包括用户界面214，该用户界面包括允许用户输入控制功能（例如，选择电压电平、选择频率）的一个或多个输入件（例如，按钮、拨盘），和/或向用户提供指示（例如，操作状态）的一个或多个输出件（例如，灯（例如LED）、显示器、扬声器、蜂鸣器）。尽管在例示的具体实施中，在前侧壁222上示出了用户界面214，但是应当理解，用户界面214可设置在外壳216的任何外表面中的一个或多个上。另选地，合适的用户界面可设置在通过有线或无线传输与检验单元200进行通信的独立装置上。
如图2所示，外壳216还可包括电池门238，该电池门提供外壳内的选择性地接收一个或多个电池206的电池隔室的入口。在其他具体实施中，外壳216可包括在其中永久地接收一个或多个电池诸如一个或多个可再充电电池的电池隔室。
如图5所示，检验单元200包括电源204，该电源可从DC电源子系统207接收电力，该DC电源子系统可包括或选择性地电耦合至一个或多个电池206。检验单元200还可以可选地包括从AC电源（例如，AC干线）接收AC电力的AC电源子系统208。一个或多个电池206可以是任何合适的可再充电或不可充电电池（例如，碱性、锂离子、锌-碳、镍镉、镍-金属氢化物）。在至少一些具体实施中，AC电源子系统208可接收AC电力，并且可生成DC电力以对与DC电源子系统相关联的一个或多个电池206再充电。在这种情况下，AC电源子系统208可包括AC-DC转换器。一个或多个电池206可从外壳216移除，或者在利用可再充电电池的具体实施中，一个或多个电池可被固定在外壳内，并通过将检验单元200连接到合适的电源（诸如耦接到AC电源子系统208的AC电源）不时地进行充电。
电源204可包括DC-AC转换器，也称为逆变器，该DC-AC转换器将来自DC电源子系统207的DC电压或由AC电源子系统生成的DC电力转换为AC电压。电源204提供处于已知或指定的固定AC电压电平或者另选地处于各种已知或指定的用户可选择的或装置可选择的AC电压电平（例如，100VAC、200VAC）的AC电压输出210。AC电压输出210可具有已知或指定的固定频率（例如，60Hz），或者另选地可具有各种用户可选择的或装置可选择的频率（例如，50Hz、60Hz）。AC电压输出210通过绝缘线212的导体234馈送，并且具有足够的幅度（例如，100VAC），该电压可由非接触式电压测量系统测量。
电源204可包括用于将DC电压转换成AC电压的任何合适的设计。例如，电源204可包括开关升压转换器，该开关升压转换器使耦接到DC电源子系统207的电池206的DC电压升高，然后将经过升压的DC电压转换为AC电压。又如，电源204可利用一个或多个变压器来产生AC输出电压。在至少一些具体实施中，AC电压输出210可以是纯正弦波、修正正弦波等。
检验单元200可包括操作性地耦接到用户界面214的控制器240（图5）。控制器240还可以操作性地耦接到电源204以控制电源的操作和/或从电源204接收信息（例如，状态信息、配置信息）。控制器240可包括一个或多个处理器、存储装置、总线、I/O接口、通信系统等，以控制检验单元200的功能。
例如，控制器240可包括或可耦接到监测电源204的输出的电压监测电路。因此，控制器240用于检测AC电压输出210不处于指定电压电平的情况。经过这样的确定，控制器240可使用户界面214的输出件（例如，灯、显示器、扬声器）向用户提供视觉、听觉和/或触觉指示，指示检验单元200未正常工作并且不应该用于验证非接触式电压测量系统的操作。
在电源204可输出多个用户或装置可选择的输出电压和/或频率的具体实施中，控制器240可能能够选择性地指示电源（例如，DC-AC转换器）输出指定的电压电平和/或指定的频率水平。电源204可利用任何合适的技术来提供多种不同的电压电平和/或频率。例如，电源204可包括根据要由电源204输出的指定电压电平和/或频率而切换到电路中或从电路切换出的各种组件。又如，可根据要由电源204输出的指定电压电平和/或频率选择性地调节一个或多个操作参数（例如，开关频率、开关占空比）。
如本文所用，术语处理器不限于本领域中称为计算机的集成电路，而是广泛地指微控制器、微计算机、微处理器、可编程逻辑控制器、专用集成电路、其他可编程电路、上述这些的组合，等等。控制器240可通过支持指令的执行以及将数据读取和写入到一个或多个存储装置、I/O接口和通信系统来用作检验单元200的计算中心。与控制器240相关联的存储装置可包括一种或多种形式的非暂态处理器可读存储介质。非暂态处理器可读存储介质是适用于存储可由一个或多个装置组件（诸如，控制器的处理器）访问的程序和数据的任何当前可用或以后将开发的介质。非暂态处理器可读存储介质可以是可移动的或不可移动的，并且可以是易失性的或非易失性的。非暂态处理器可读存储介质的示例可包括硬盘驱动器以及RAM、ROM、EEPROM、闪存类型的存储器等。
用户界面214可包括显示器，例如液晶显示器(LCD)装置、发光二极管(LED)装置和/或有机发光二极管(OLED)装置。用户界面214可包括触摸屏，该触摸屏可以是当前已知的或以后将开发的任何类型的触摸屏。例如，触摸屏可以是电容装置、红外装置、电阻装置或表面声波(SAW)装置。
用户界面214可包括单个输入装置或将输入传送到检验单元200的输入装置的组合。输入装置可包括例如按钮、开关、触发开关、选择器、旋转开关或本领域的普通技术人员已知的其他输入装置。输入装置可用于来回切换检验单元200的操作状态（例如，关/开），并且/或者可用于选择一个或多个AC电压输出电平（例如，100VAC、120VAC、200VAC、240VAC）和/或一个或多个AC频率水平（例如，50Hz、60Hz）。
在操作中，技术人员可以首先通过用户界面214的输入件（例如，按钮、开关）来打开检验单元200。在检验单元200用于提供多个AC电压电平和/或多个AC频率的具体实施中，技术人员还可以通过用户界面214选择要由检验单元输出的AC电压电平和/或AC频率。
一旦检验单元200上电，电源204将使绝缘线212中的导体234通电达到AC输出电压210。用户界面214的输出件，诸如灯（例如LED）或显示器可向用户提供视觉和/或听觉指示，指示检验单元200实际上正在输出指定的AC输出电压，这使用户知道检验单元是可操作的并且处于备用状态。
如图4所示，用户然后可将非接触式电压测量系统102的探头端部112定位成与绝缘线212接触，以验证或检验非接触式电压测量系统的操作。如果非接触式电压测量系统102正常工作，则该非接触式电压测量系统应测量和显示与由绝缘线212中的检验单元200输出的AC电压电平相同的AC电压电平。一旦非接触式电压测量系统102经过检验单元200的验证，则该非接触式电压测量系统可在现场正常使用来获得所需测量。
如图4所示，在至少一些具体实施中，非接触式电压测量系统102和检验单元200的电压源之间的耦合电容(CC)可为有益的或必须的。例如，耦合电容(CC)可包括用户的体电容(CB)，或者可以是耦合在非接触式电压测量系统102和检验单元200的电压源之间的导电路径（例如，线或其他导体）。具体地讲，耦合电容(CC)对于生成参考信号的非接触式电压测量系统可为有益的或甚至是必须的，因为耦合允许生成可由非接触式电压测量系统检测到的复合波形（例如，参考信号和待测量信号）。
图6示出了非接触式电压测量系统检验单元250的另一具体实施。非接触式电压测量系统检验单元250可在许多方面与非接触式电压测量系统检验单元200相似或相同。因此，为了简洁起见，省略了检验单元250的详细讨论。在该具体实施中，非接触式电压测量系统检验单元250包括从检验单元250的外壳216的底表面220向外延伸的附接点或带安装件252。带安装件252可与底表面220形成闭环254，该环254可以可移除地接收带256从中穿过。带256可附接到固定装置（例如，设备、支架），使得检验单元250与固定装置挂接，这允许用户在无需握住检验单元的情况下便能利用检验单元，从而解放用户的双手。
尽管在图6中在外壳216的底表面220上示出了带安装件252，但是应当理解，在其他具体实施中，带安装件可被定位在外壳的一个或多个其他表面上（例如，左侧横向侧壁226、右侧横向侧壁228、后侧壁224）。此外，带安装件252的形状、大小和尺寸可以允许带256被固定到外壳216的任何合适的方式进行设计。另外，在至少一些具体实施中，带安装件252可以选择性地从外壳216移除。例如，带安装件252可包括螺纹构件，并且外壳216在其中可包括螺纹孔，该螺纹孔选择性地接收螺纹构件以将带安装件252固定到外壳216。
图7是电压测量系统检验单元300的示意性框图。检验单元300的多个组件可以与上述的检验单元200相似或相同，因此上述的一些或全部讨论可适用于检验单元300。与检验单元200一样，检验单元300包括电源DC-AC转换器204、接收电池206的DC子系统207、可选的AC子系统208和AC输出210、绝缘线212、用户界面214和控制器240。上文讨论了这些组件中的每一个。
在至少一些具体实施中，除了被用于测试或检验非接触式电压测量系统102的操作之外，检验单元300还可用于测试或检验接触式电压测量系统308（例如，传统的数字万用表(DMM)）的操作。为了实现这种功能，检验单元300还可包括DC调节器电路302、DC输出304和电触点306（例如，正触点、负触点）。
DC调节器电路302可用于从DC子系统207接收DC信号，并且生成跨电触点306提供的DC输出电压304。例如，DC调节器电路302可包括DC-DC转换器（例如，升压转换器）和相关联的电路（例如，整流器、滤波器），用于将从DC子系统接收的DC信号调节至跨电触点306提供的合适的输出值（例如，120VDC、240VDC）。另外或另选地，检验单元300可用于将AC输出210（或者，例如来自附加转换器的另一个AC输出）提供给电触点306。
虽然为了说明的目的而被示为独立组件，但DC调节器电路302可以是DC子系统207的子组件。因此，DC子系统可包括在有或没有专门的调节电路的情况下在电触点306两端提供的输出，以及提供给DC-AC转换器204的输出。在至少一些具体实施中，DC子系统207可在没有调节电路的情况下提供DC输出。因此，DC子系统207的输出和DC调节器电路302的输出可在本文中被认为在至少一些具体实施中可互换。
因此，检验单元300可用于输出绝缘线212上的AC信号、跨触点306的DC电压和/或跨触点的AC电压。在至少一些具体实施中，检验单元300可用于同时输出这些电压的组合（例如，输出绝缘线上的AC电压和跨触点的AC电压，或者输出绝缘线上的AC电压和跨触点的DC电压）。在操作中，用户可以例如通过用户界面214或通过远程有线和/或无线接口来选择检验单元300的功能。此外，如上所述，绝缘线212或触点306上的AC或DC电压的大小可由用户经由用户界面214选择。
图8是电压测量系统检验单元350的示意图，该电压测量系统检验单元用于测试或检验非接触式电压测量系统360和接触式电压测量系统362（例如，常规DMM）的操作。例如，检验单元350可与上述图7的检验单元300相似或相同。此外，由于检验单元350的许多组件或部件可与上述的检验单元200相似或相同，所以这里不再重复讨论这些组件。在至少一些具体实施中，检验单元350可作为包括非接触式电压测量系统360和接触式电压测量系统362中的至少一个的套件提供（例如，出售）。
在该具体实施中，检验单元350的外壳216的前侧壁222（或其他表面）可包括允许检验接触式电压测量系统362的一对凹陷触点352和354。在至少一些具体实施中，外壳216的前侧壁222（或其他表面）可以可选地包括参考或公共(COM)端口356，其允许导电路径（例如，导线或其他具有合适连接器的导体）设置在检验单元350的电源和非接触式电压测量系统360之间以提供二者之间的耦接，如上文参考图4所讨论的。
鉴于上述关于使用检验单元200以测试或检验图4的非接触式电压测量系统102的操作的讨论，操作检验单元350以测试或检验非接触式电压测量系统360的操作将是显而易见的。
为了操作检验单元350以测试或检验接触式电压测量系统360的操作，用户可以经由用户界面214首先选择检验单元350是否输出跨凹陷触点352和354的DC或AC电压。如上所述，在至少一些具体实施中，用户还可以选择跨触点352和354输出的DC或AC电压的大小。
如图8所示，接触式电压测量系统362包括经由测试导线（例如，线）耦接到正端子364的正仪器探头368。接触式电压测量系统362还包括经由测试导线（例如，线）耦接到负或公共端子366的负或公共仪器探头370。
为了测试接触式电压测量系统362的操作，用户可以将接触式电压测量系统的正仪器探头368和负仪器探头370分别插入到检验单元350的正凹陷触点352和负凹陷触点354中。然后，用户可以验证由接触式电压测量系统362提供的电压测量是否与检验单元350输出的电压匹配或基本匹配，从而检验接触式电压测量系统的操作。
在至少一些具体实施中，检验单元350可以始终“开启”，至少用于检验接触式电压测量系统。例如，检验单元350可用于检测测试仪器探头何时接触或压进凹陷触点352和354，并且可响应于这种检测自主地输出跨触点的DC或AC电压。该特征确保了触点352和354不被通电，除非用户正在主动测试接触式电压测量系统。检验单元350可使用机械检测、电检测或任何其他检测方法检测测试仪器探头何时接触或压进凹陷触点352和354。
前述具体实施方式已通过使用框图、示意图和实施例阐述了装置和/或过程的各种具体实施。在此类框图、示意图和实施例包含一个或多个功能和/或操作的情况下，本领域的技术人员将会理解，可通过广泛的硬件、软件、固件或几乎其任何组合来单独地和/或共同地实现此类框图、流程图或实施例内的每个功能和/或操作。在一个具体实施中，本主题可通过专用集成电路(ASIC)来实现。然而，本领域的技术人员将认识到，本文所公开的具体实施可全部或部分地在标准集成电路中作为以下项被等同地实现：作为在一个或多个计算机上运行的一个或多个计算机程序（例如，作为在一个或多个计算机系统上运行的一个或多个程序）、作为在一个或多个控制器（例如，微控制器）上运行的一个或多个程序、作为在一个或多个处理器（例如，微处理器）上运行的一个或多个程序、作为固件或作为几乎其任何组合，并且鉴于本公开，为软件和/或固件设计电路和/或编写代码将完全在本领域的普通技术人员的技能内。
本领域的技术人员将认识到，本文陈述的许多方法或算法可采用另外的动作，可省去某些动作，并且/或者可以与指定顺序不同的顺序来执行动作。例如，在至少一些具体实施中，非接触式电压测量系统检验单元可不利用处理器来执行指令。例如，非接触式电压测量系统检验单元可以是硬连线的，以提供本文所讨论的一些或全部功能。另外，在至少一些具体实施中，非接触式电压测量系统检验单元可以不利用处理器来引起或发起本文所讨论的不同功能。例如，此类非接触式电压测量系统检验单元可依赖于一个或多个独立的输入件，诸如用户致动按钮，其使检验单元输出绝缘线212上的AC电压。
此外，本领域的技术人员将理解，本文提出的机构能够作为各种形式的程序产品分配，并且不管用于实际实行该分配的信号承载介质为何种特定类型，例示性具体实施都同样适用。信号承载介质的示例包括但不限于可记录型介质诸如软盘、硬盘驱动器、CDROM、数字磁带和计算机存储器。
可组合上述各种具体实施来提供进一步的具体实施。在与本文的具体教导和定义不矛盾的情况下，2016年11月11日提交的美国临时专利申请No. 62/421,124的全文以引用方式并入本文。
鉴于上文的具体实施方式，可对这些具体实施做出这些及其他改变。一般来说，在以下权利要求书中，所用的术语不应被解释为将权利要求限制于本说明书和权利要求书中公开的具体实施，而应被解释为包括所有可能的具体实施以及这些权利要求赋予的等效物的全部范围。因此，权利要求并不受本公开内容所限定。

Claims (21)

1.一种用于验证电压测量系统的操作的方法，所述方法包括：
通过直流(DC)电源子系统的输出端提供从DC电源接收的DC电力；
在DC-AC转换器的输入端处接收从所述DC电源子系统输出的所述DC电力；
通过所述DC-AC转换器将所述接收到的DC电力的电压转换为所述DC-AC转换器的输出端处的指定AC电压；
利用由所述DC-AC转换器输出的所述指定AC电压使绝缘线通电，其中所述绝缘线包括由绝缘层围绕的第一导体，并且可接入独立的非接触式AC电压测量系统，所述独立的非接触式AC电压测量系统能够测量所述绝缘线中的电压，而不与所述绝缘线中的所述第一导体电流接触；以及
将所述指定的AC电压输出与待验证的非接触式AC电压测量系统耦合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述指定的AC电压输出与非接触式AC电压测量系统耦合包括通过用户的体电容将所述指定的AC电压输出与非接触式AC电压测量系统电容耦合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述指定的AC电压输出与非接触式AC电压测量系统耦合包括通过第二导体将所述指定的AC电压输出与非接触式AC电压测量系统耦合。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括支撑所述绝缘线，使得所述绝缘线的至少一段长度位于包含所述DC电源子系统和所述DC-AC转换器的外壳外部。
5.根据权利要求4所述的方法，其中支撑所述绝缘线包括通过第一线支撑构件和第二线支撑构件支撑所述绝缘线，所述第二线支撑构件与所述第一线支撑构件间隔开，所述第一线支撑构件支撑所述绝缘线的第一端，并且所述第二线支撑构件支撑所述绝缘线的与所述第一端相对的第二端，使得绝缘线横跨在所述第一线支撑构件和所述第二线支撑构件之间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中提供DC电力包括提供来自至少一个电池的DC电力。
7. 根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过用户界面接收多个AC电压电平中的一个AC电压电平的选择；以及
使所述DC-AC转换器至少部分地基于所述接收到的选择来输出处于所述选择的AC电压电平的所述AC电压。
8. 根据权利要求7所述的方法，还包括：
通过AC电源子系统接收来自AC电源的AC电力；以及
通过所述AC电源子系统直接或间接地向所述DC-AC转换器提供电力。
9.根据权利要求8所述的方法，其中向所述DC-AC转换器提供电力包括向电耦合至所述DC电源子系统的至少一个电池提供电力。
10.一种用于验证电压测量系统的操作的检验单元，所述检验单元包括：
直流(DC)电源子系统，所述直流电源子系统包括提供DC电压的至少一个输出端；
DC-AC转换器，所述DC-AC转换器包括输入端和输出端，所述DC-AC转换器的所述输入端电耦合至所述DC电源子系统的所述至少一个输出端中的至少一个，其中所述DC-AC转换器在操作中从所述DC电源子系统接收所述DC电压，并且将所述DC电压转换为所述DC-AC转换器的所述输出端处的指定AC电压；
绝缘线，所述绝缘线包括被绝缘层围绕的导体，所述导体可选择性地电耦合至所述DC-AC转换器的所述输出端；
线支撑部分，所述线支撑部分耦接到所述绝缘线，所述线支撑部分物理地支撑所述绝缘线，使得所述绝缘线可接入独立的非接触式AC电压测量系统，所述独立的非接触式AC电压测量系统能够测量所述绝缘线中的电压而不与所述绝缘线中的所述导体电流接触；以及
一对电触点，所述一对电触点可选择性地电耦合至所述DC-AC转换器的所述输出端中的至少一个或所述DC电源子系统的所述至少一个输出端中的至少一个，所述一对电触点中的每个可接入独立的接触式电压测量系统的测试仪器探头。
11.根据权利要求10所述的检验单元，其中所述DC电源子系统包括DC调节器电路，所述DC调节器电路在操作中将所述DC电源子系统的所述至少一个输出端中的至少一个调节至指定DC电压。
12.根据权利要求10所述的检验单元，还包括外壳，所述外壳包含所述DC电源子系统和所述DC-AC转换器，其中所述一对电触点设置在所述外壳的外表面上，并且所述线支撑部分支撑所述绝缘线，使得所述绝缘线的长度的至少一部分位于所述外壳的所述外表面外部。
13.根据权利要求12所述的检验单元，其中所述线支撑部分包括从所述外壳向外延伸的第一线支撑构件和从所述外壳向外延伸的第二线支撑构件，所述第二线支撑构件与所述第一线支撑构件间隔开，所述第一线支撑构件支撑所述绝缘线的第一端，并且所述第二线支撑构件支撑所述绝缘线的与所述第一端相对的第二端，使得绝缘线横跨在所述第一线支撑构件和所述第二线支撑构件之间。
14.根据权利要求10所述的检验单元，还包括外壳，所述外壳包含所述DC电源子系统和所述DC-AC转换器，其中所述一对电触点各自设置在所述外壳的外表面的凹陷部分上。
15.根据权利要求10所述的检验单元，还包括外壳，所述外壳包括电池隔室，所述电池隔室的大小和尺寸被设计成在其中接收至少一个电池，并且所述DC电源子系统包括可电耦合至位于所述电池隔室中的至少一个电池的输入端。
16.根据权利要求10所述的检验单元，其中所述DC-AC转换器包括开关升压转换器或变压器中的至少一者。
17.根据权利要求10所述的检验单元，还包括指示器，所述指示器在操作中提供在所述绝缘线中是否存在电压或者跨所述一对电触点是否存在电压的指示，所述指示器包括听觉指示器或视觉指示器中的至少一者。
18. 根据权利要求10所述的检验单元，还包括：
用户界面；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器通信地耦接到所述用户界面、所述DC-AC转换器和所述DC电源子系统，其中所述至少一个处理器在操作中：
通过所述用户界面接收所述检验单元的所需输出端的选择；并且
响应于所述接收到的选择：
使所述DC-AC转换器输出所述绝缘线中的所述指定AC电压；
使所述DC-AC转换器输出跨所述一对电触点的所述指定AC电压；或者
使所述DC电源子系统输出跨所述一对电触点的所述指定DC电压。
19.根据权利要求10所述的检验单元，还包括AC电源子系统，其中所述AC电源子系统在操作中从AC电源接收AC电力，并且直接或间接地向所述DC-AC转换器或所述DC电源子系统提供电力。
20.根据权利要求19所述的检验单元，其中所述AC电源子系统向电耦合至所述DC电源子系统的至少一个电池提供电力。
21. 一种套件，包括：
非接触式交流(AC)电压测量系统，所述非接触式交流电压测量系统能够测量绝缘线中的电压而不与所述绝缘线中的导体电流接触；以及
检验单元，所述检验单元用于验证所述非接触式交流(AC)电压测量系统的所述操作，所述检验单元包括：
外壳；
设置在所述外壳内的直流(DC)电源子系统，所述DC电源子系统包括从至少一个电池接收电力的输入端和提供DC电压的输出端；
设置在所述外壳中的DC-AC转换器，所述DC-AC转换器包括输入端和输出端，所述DC-AC转换器的所述输入端电耦合至所述DC电源子系统的所述输出端，其中所述DC-AC转换器在操作中从所述DC电源子系统接收所述DC电压，并且将所述DC电压转换为所述DC-AC转换器的输出端处的指定AC电压；
绝缘线，所述绝缘线包括被绝缘层围绕的导体，所述导体电耦合至所述DC-AC转换器的所述输出端；以及
线支撑部分，所述线支撑部分耦接到所述绝缘线，所述线支撑部分物理地支撑所述绝缘线，使得所述绝缘线的长度的至少一部分位于所述外壳的外表面外部。
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