CN108089141A - 一种基于分流器的电流测量装置的误差修正方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于分流器的电流测量装置的误差修正方法及装置，测量电流测量装置的分流器输出回路的实际电阻，将实际电阻与分流器额定电阻进行比较，得到分流器阻值修正系数；测量电流测量装置的分流器输出回路的实际电压，求得分流器输出回路的负载电流；将负载电流按大小划分成若干个负载电流等级，针对每个负载电流等级，绘制一个受温度影响的分流器阻值变化曲线；根据分流器阻值变化曲线，得到每一个负载电流等级在不同温度状态下的综合修正系数矩阵表；根据温度值T和负载电流有效值，采用综合补偿算法对电流采样值进行修正。本发明实现了对电流测量装置得到的电流测量值进行准确修正，提高了基于分流器的电流测量装置的测量准确性。
Description
技术领域
本发明涉及基于分流器的电流测量领域，具体涉及一种基于分流器的电流测量装置的误差修正方法及装置。
背景技术
智能电网中的利用电子式电流互感器测量电流的方法有多种，分别为1)罗氏线圈原理；2)全光纤环原理；3)分流器。另外，还有很多利用分流器进行电流测量的产品，例如直流充电桩中的直流充电电流测量等。
这些基于分流器的进行电流测量的产品在全量程数据测量过程中，其测量准确性会由于以下因素造成影响：1)分流器自身以及装配焊接等过程带来的阻值误差；2)分流器在不同温度下发生的阻值变化误差；3)分流器在不同负载电流状态下发生的阻值变化误差。
综上所述，现有技术中对于基于分流器的电流测量装置的存在测量误差的问题，尚缺乏有效的解决方案。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于分流器的电流测量装置的误差修正方法及装置，在全量程范围内提升基于分流器的电流测量装置的测量准确性。
本发明所采用的技术方案是：
一种基于分流器的电流测量装置的误差修正方法，包括以下步骤：
(1)采用精密电阻测量仪在标准生产检验环境下，测量出电流测量装置的分流器输出回路的实际电阻；
(2)将步骤(1)中得到的实际电阻与分流器额定电阻进行比较，得到分流器阻值修正系数Kr；
(3)采用电压测量模块测量电流测量装置的分流器输出回路的实际电压，根据实际电压与实际电阻的比值，求得分流器输出回路的负载电流；
(4)将步骤(3)中得到的负载电流按大小划分成若干个负载电流等级In，针对每个负载电流等级In，绘制一个受温度影响的分流器阻值变化曲线；根据分流器阻值变化曲线，得到每一个负载电流等级In在不同温度Tm状态下的综合修正系数矩阵表；
(5)采用温度测量模块实时采集电流测量装置的温度值T；采用电流测量模块实时采集电流测量装置的负载电流有效值Irms；
(6)根据步骤(5)中得到的温度值T和负载电流有效值Irms，采用综合补偿算法对电流采样值进行修正。
进一步的，所述步骤(1)中，所述标准生产检验环境为标准温度在T＝25±5℃、相对湿度在50～70％范围内的室内清洁环境。
进一步的，所述电流测量装置至少包括分流器、A/D转换模块、CPU处理模块、通讯模块和电源模块，所述分流器、A/D转换模块、通讯模块和电源模块分别与CPU处理模块连接。
进一步的，所述步骤(2)中，所述分流器阻值修正系数Kr的具体获取方法为：
将步骤(1)中得到的实际电阻与分流器额定电阻进行比较，得到实际电阻与分流器额定电阻的商值，将实际电阻与分流器额定电阻的商值与修正常数相乘，得到分流器阻值修正系数Kr。
进一步的，所述步骤(4)中，综合修正系数矩阵表包含了每一个负载电流等级In在不同温度Tm状态下的综合修正系数。
进一步的，所述步骤(5)中采用综合补偿算法对电流采样值进行修正的具体方法为：
根据实时采集到的温度值T和负载电流有效值Irms，从综合修正系数矩阵表中选取综合修正系数KTmIn，将原始的电流采样值乘以分流器阻值修正系数Kr后，再与综合修正系数KTmIn相乘积，得到修正后的电流采样值。
一种基于分流器的电流测量装置的误差修正装置，包括
精密电阻测量仪，用于测量出基于分流器的电流测量装置的分流器输出回路的实际电阻，并传输至数据比较模块；
数据比较模块，用于对实际电阻与分流器额定电阻进行比较，得到分流器阻值修正系数Kr，并将所述分流器阻值修正系数Kr传输到数据修正模块；
电压测量模块，用于测量电流测量装置的分流器输出回路的实际电压，并传输至数据处理模块；
温度测量模块，用于实时采集电流测量装置的温度值T，并传输到数据修正模块；
电流测量模块，用于实时采集电流测量装置的负载电流有效值Irms，并传输到数据修正模块；
数据处理模块，用于根据实际电压和实际电阻，求得负载电流；将负载电流按大小划分成若干个负载电流等级In，针对每个负载电流等级In，绘制一个受温度影响的分流器阻值变化曲线；根据分流器阻值变化曲线，得到每一个负载电流等级In在不同温度Tm状态下的综合修正系数矩阵表，并传输至数据修正模块；
数据修正模块，用于根据温度值T和负载电流有效值Irms，采用综合补偿算法对电流采样值进行修正。
进一步的，所述电压测量模块采用电压传感器；所述温度测量模块采用温度传感器；所述电流测量模块采用电流传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明根据温度和电流采样值，采用综合补偿算法，实现了对电流测量装置得到的电流测量值进行准确修正，避免了分流器在不同温度、不同负载电流状态下发生的阻值变化误差给电流测量值所带来的误差，提高了基于分流器的电流测量装置的测量准确性。
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申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明实施例公开的基于分流器的电流测量装置的误差修正方法流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在基于分流器的电流测量装置的存在测量误差，无法修正的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种基于分流器的电流测量装置的误差修正方法及装置。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种基于分流器的电流测量装置的误差修正方法，该方法包括以下步骤：
(1)采用精密电阻测量仪在标准生产检验环境下，测量出电流测量装置的分流器输出回路的实际电阻；
(2)将步骤(1)中得到的实际电阻与分流器额定电阻进行比较，得到实际电阻与分流器额定电阻的商值，将实际电阻与分流器额定电阻的商值与修正常数相乘，得到分流器阻值修正系数Kr；
(3)采用电压测量模块测量电流测量装置的分流器输出回路的实际电压，根据实际电压与实际电阻的比值，求得分流器输出回路的负载电流；
(4)将步骤(3)中得到的负载电流按大小划分成若干个负载电流等级In，根据每个负载电流等级In生成一个受温度影响的分流器阻值变化曲线；根据分流器阻值变化曲线，得到每一个负载电流等级In在不同温度Tm状态下的综合修正系数矩阵表；
(5)采用温度测量模块实时采集电流测量装置的温度值T；采用电流测量模块实时采集电流测量装置的负载电流有效值Irms；
(6)根据步骤(5)中得到的温度值T和负载电流有效值Irms，采用综合补偿算法对电流采样值进行修正。
本实施例提出的一种基于分流器的电流测量装置的误差修正方法，根据温度和电流采样值，采用综合补偿算法，实现了对电流测量装置得到的电流测量值进行准备修正，避免了分流器在不同温度、不同负载电流状态下发生的阻值变化误差给电流测量值所带来的误差，提高了基于分流器的电流测量装置的测量准确性。
在本实施例中，所述步骤(1)中，所述标准生产检验环境为标准温度在T＝25±5℃、相对湿度在50～70％范围内的室内清洁环境。
在本实施例中，所述电流测量装置至少包括分流器、A/D转换模块、CPU处理模块、存储模块、通讯模块和电源模块，所述分流器、A/D转换模块、存储模块、通讯模块和电源模块分别与CPU处理模块连接。
在本实施例中，分流器阻值修正系数Kr需要在每一个电流测量装置出厂前进行测定计算并输入到电流测量装置的存储器中。
在本实施例中，所述步骤(4)中，综合修正系数矩阵表包含了每一个负载电流等级In在不同温度Tm状态下的综合修正系数。将电流测量现场运行环境温度按温度值划分成若干温度范围区间T1～Tn、将装置负载电流按电流有效值划分成若干电流范围区间I1～In。针对每一每一个温度Tn和电流In，均给出一个准确综合修正系数KTmIn。该综合修正系数矩阵表作为确定性参数存储到电流测量装置的存储器中，不需要针对每一个电流测量装置进行测算修改。
在本实施例中，所述步骤(5)中采用综合补偿算法对电流采样值进行修正的具体方法为：
根据实时采集到的温度值T和负载电流有效值Irms，从综合修正系数矩阵表中选取综合修正系数KTmIn，将原始的电流采样值乘以分流器阻值修正系数Kr后，再与综合修正系数KTmIn相乘积，求得修正后的电流采样值。
其中，修正后的电流采样值的具体计算公式为：
iad＝iini*Kr*KTmIn
其中，iad为修正后的电流采样值；iini为原始的电流采样值；Kr为分流器阻值修正系数；KTmIn为负载电流在In等级范围内、温度为Tm时对应的综合修正系数。
本申请的又一种典型实施方式，提供了一种基于分流器的电流测量装置的误差修正装置，该装置包括：
精密电阻测量仪，用于测量出基于分流器的电流测量装置的分流器输出回路的实际电阻，并传输至数据比较模块；
数据比较模块，用于对实际电阻与分流器额定电阻进行比较，得到分流器阻值修正系数Kr，并将所述分流器阻值修正系数Kr传输到数据修正模块；
电压测量模块，用于测量电流测量装置的分流器输出回路的实际电压，并传输至数据处理模块；
温度测量模块，用于实时采集电流测量装置的温度值T，并传输到数据修正模块；
电流测量模块，用于实时采集电流测量装置的负载电流有效值Irms，并传输到数据修正模块；
数据处理模块，用于根据实际电压和实际电阻，求得负载电流；将负载电流按大小划分成若干个负载电流等级In，针对每个负载电流等级In，生成一个受温度影响的分流器阻值变化曲线；根据分流器阻值变化曲线，得到每一个负载电流等级In在不同温度Tm状态下的综合修正系数矩阵表，并传输至数据修正模块；
数据修正模块，用于根据温度值T和负载电流有效值Irms，采用综合补偿算法对电流采样值进行修正。
在本实施例中，所述电压测量模块采用电压传感器；所述温度测量模块采用温度传感器；所述电流测量模块采用电流传感器。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明根据温度和电流采样值，采用综合补偿算法，实现了对电流测量装置得到的电流测量值进行准备修正，避免了分流器在不同温度、不同负载电流状态下发生的阻值变化误差给电流测量值所带来的误差，提高了基于分流器的电流测量装置的测量准确性。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种基于分流器的电流测量装置的误差修正方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)采用精密电阻测量仪在标准生产检验环境下，测量出电流测量装置的分流器输出回路的实际电阻；
(2)将步骤(1)中得到的实际电阻与分流器额定电阻进行比较，得到分流器阻值修正系数Kr；
(3)采用电压测量模块测量电流测量装置的分流器输出回路的实际电压，根据实际电压与实际电阻的比值，求得分流器输出回路的负载电流；
(4)将步骤(3)中得到的负载电流按大小划分成若干个负载电流等级In，根据每个负载电流等级In生成一个受温度影响的分流器阻值变化曲线；根据分流器阻值变化曲线，得到每一个负载电流等级In在不同温度Tm状态下的综合修正系数矩阵表；
(5)采用温度测量模块实时采集电流测量装置的温度值T；采用电流测量模块实时采集电流测量装置的负载电流有效值Irms；
(6)根据步骤(5)中得到的温度值T和负载电流有效值Irms，采用综合补偿算法对电流采样值进行修正。
2.根据权利要求1所述的基于分流器的电流测量装置的误差修正方法，其特征是，所述步骤(1)中，所述标准生产检验环境为标准温度在T＝25±5℃、相对湿度在50～70％范围内的室内清洁环境。
3.根据权利要求1所述的基于分流器的电流测量装置的误差修正方法，其特征是，所述电流测量装置至少包括分流器、A/D转换模块、CPU处理模块、通讯模块和电源模块，所述分流器、A/D转换模块、通讯模块和电源模块分别与CPU处理模块连接。
4.根据权利要求1所述的基于分流器的电流测量装置的误差修正方法，其特征是，所述步骤(2)中，所述分流器阻值修正系数Kr的具体获取方法为：
将步骤(1)中得到的实际电阻与分流器额定电阻进行比较，得到实际电阻与分流器额定电阻的商值，将实际电阻与分流器额定电阻的商值与修正常数相乘，得到分流器阻值修正系数Kr。
5.根据权利要求1所述的基于分流器的电流测量装置的误差修正方法，其特征是，所述步骤(4)中，综合修正系数矩阵表包含了每一个负载电流等级In在不同温度Tm状态下的综合修正系数。
6.根据权利要求1所述的基于分流器的电流测量装置的误差修正方法，其特征是，所述步骤(5)中采用综合补偿算法对电流采样值进行修正的具体方法为：
根据实时采集到的温度值T和负载电流有效值Irms，从综合修正系数矩阵表中选取综合修正系数KTmIn，将原始的电流采样值乘以分流器阻值修正系数Kr后，再与综合修正系数KTmIn相乘积，得到修正后的电流采样值。
7.一种如权利要求1-6所述的基于分流器的电流测量装置的误差修正方法的误差修正装置，其特征是，包括
精密电阻测量仪，用于测量出基于分流器的电流测量装置的分流器输出回路的实际电阻，并传输至数据比较模块；
数据比较模块，用于对实际电阻与分流器额定电阻进行比较，得到分流器阻值修正系数Kr，并将所述分流器阻值修正系数Kr传输到数据修正模块；
电压测量模块，用于测量电流测量装置的分流器输出回路的实际电压，并传输至数据处理模块；
温度测量模块，用于实时采集电流测量装置的温度值T，并传输到数据修正模块；
电流测量模块，用于实时采集电流测量装置的负载电流有效值Irms，并传输到数据修正模块；
数据处理模块，用于根据实际电压和实际电阻，求得负载电流；将负载电流按大小划分成若干个负载电流等级In，针对每个负载电流等级In，绘制一个受温度影响的分流器阻值变化曲线；根据分流器阻值变化曲线，得到每一个负载电流等级In在不同温度Tm状态下的综合修正系数矩阵表，并传输至数据修正模块；
数据修正模块，用于根据温度值T和负载电流有效值Irms，采用综合补偿算法对电流采样值进行修正。
8.根据权利要求1所述的基于分流器的电流测量装置的误差修正装置，其特征是，所述电压测量模块采用电压传感器；所述温度测量模块采用温度传感器；所述电流测量模块采用电流传感器。
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