CN110850353A - 一种互感器校验仪整检装置的校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种互感器校验仪整检装置的校准方法，包括S1.互感器校验仪整检装置和整检装置校验仪的对应端子通过导线连接，整检装置校验仪连接到市电以及上位机；S2.上位机控制整检装置校验仪进入对应校准界面，随后整检装置输入对应误差值，整检装置校验仪直接读出误差值并上传给上位机软件保存，随后进行下一误差点进行测量，如此直至测量完所有误差点；S3.上位机软件根据上传上来的数据来判断是否超过误差；S4.最后给出结论，该互感器校验仪整检装置校准是否合格，并自动出具对应证书。本发明可以极大的优化试验步骤、简化试验过程、提高自动化水平，减轻试验人员劳动强度、提高工作效率、保证标准量传的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于互感器校验仪整检装置校准领域，尤其涉及一种互感器校验仪 整检装置的校准方法。
背景技术
现有的互感器校验仪整体检定装置(简称整检装置)校准采用的是整检装 置校验仪，试验依据的是JJG 169-2010《互感器校验仪检定规程》附录D。即 互感器校验仪整体检定装置校准方法。
该方法采用的是间接测量法(比较测量法)的零值法，即在测量过程中， 通过改变标准量，使其与被测量相等(即两者差值为零)，从而确定被测量数值 的方法。使用该方法具有以下缺陷：
1、整个校准方法步骤繁琐、调整复杂、对试验人员要求极高。
2、都采用人工操作，无法实现自动化，校准效率低下。
3、该方法很容易带入人为误差，整个设备引入误差不确定因素过多，试验 结果可靠性不高。
4、当被检整检装置调节细度不够或内阻抗过大时都无法进行准确校准。
5、现有的校准设备及校准方法无法校准整检装置的阻抗及导纳回路。
发明内容
本发明的目的是提供一种互感器校验仪整检装置的校准方法，可以极大的 优化试验步骤、简化试验过程、提高自动化水平，减轻试验人员劳动强度、提 高工作效率、保证标准量传的可靠性。
本发明的技术方案：
一种互感器校验仪整检装置的校准方法，包括以下具体步骤：
S1.互感器校验仪整检装置和整检装置校验仪的对应端子通过导线连接，整 检装置校验仪连接到市电以及上位机；
S2.上位机控制整检装置校验仪进入对应校准界面，随后整检装置输入对应 误差值，整检装置校验仪直接读出误差值并上传给上位机软件保存，随后进行 下一误差点进行测量，如此直至测量完所有误差点；
所述步骤S2中整检装置校验仪直接读出误差值具体过程为：误差电流信号 通过I/U转换变成采样电压信号或误差电压信号经放大后成采样电压信号，采 样电压信号经过放大、滤波处理后送入AD采样，互感器二次电流或电压信号通 过隔离CT或PT,经过放大、滤波处理后进入AD采样，两路信号经过60个周波 128点采样率采样计算，分离出测试电流的比值差和相位差；
S3.上位机软件根据上传上来的数据来判断是否超过误差；
S4.最后给出结论，该互感器校验仪整检装置校准是否合格，并自动出具对 应证书。
所述步骤S2中误差电流或误差电压的处理方法包括硬件放大和滤波、软件 滤波以及FFT算法，所述硬件放大和滤波方法为：误差电流信号或误差电压信 号通过三级放大和三级有源电子滤波，最大放大量为49倍，使放大后的误差电 流信号或误差电压信号始终保持在0.6～2V之间，从而给AD采样器提供一个合 适的采样范围，使采样过程失真最小。
所述软件滤波方法采用递推平均滤波法，把连续取N个误差电流或电压采 样值看成一个队列,队列的长度固定为N,N为正整数，每次采样到一个新数据放 入队尾,并扔掉原来队首的一次数据先进先出原则,把队列中的N个数据进行算 术平均运算，就可获得新的滤波结果。
所述FFT算法具体为，将误差电流或误差电压的正弦量分256点采样进来， 通过FFT算法对信号的周期性、对称性、可约性进行处理，分离出误差电流或 误差电压的同相分量和正交分量，
所述整检装置校验仪准确度等级达到0.02级，分辨率达到10-7。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用电子式设计，实现自动控制、 数据自动传输、不需要试验人员调整各种档位、也不需要试验人员根据经验来 判断是否回零，试验数据也不需要手动记录、手动录入。可以极大的优化试验 步骤、简化试验过程、提高自动化水平，减轻试验人员劳动强度、提高工作效 率、保证标准量传的可靠性。可对整检装置的阻抗、导纳进行校准。
附图说明
图1为本发明整检装置校验仪面板示意图；
图2为本发明整检装置校验仪电路原理示意图；
图3为电压比率比值差和相位差校准原理图；
图4为电流比率比值差和相位差校准原理图。
图5本发明整检装置校验仪与整检装置连接示意图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
测量原理
根据相关计量检验标准，整检装置一般为0.3级、0.2级和0.1级方能满足 互感器校验仪的测试要求，那么整检装置校验仪要满足以上等级的试品要求， 须达到0.03级及以上的精度等级要求，当电子式整检装置校验仪测量范围从 10*10-2～10*10-4，分辨率能达到10*10-8且线性稳定时，就可以满足基本测量要 求。整检装置校验仪测量原理如图3和图4所示.
整检装置校验仪数字电路设计如图2
数字电路由先进的16位单片机TMS28335为核心，通过AD和DA进行数据 交换，形成上位机和下位机的神经中枢，由计算机发来的测试控制命令，控制 继电器进行分类控制，同时将设备的运行状态和数据传输给计算机。控制系统 也可以通过按键手动控制，如图2所示。它能够进行数据测量、分析、功率驱 动等事务的执行；还能作为人机对话、数据库、打印机以及温湿度、时实时钟 等事务的管理。
整检装置校验仪模拟电路设计
误差电流通过I/P转换变成电压信号，经过放大、滤波处理后送入AD采样， 互感器二次电流信号通过隔离CT,经过放大、滤波处理后送入AD到单片机作为 百分表参考电流计算，分离出同相分量和正交分量。
由于被测信号是uA级的微弱信号，一般检测手段难以准确检测，所以电路 设计将采样零位信号通过三级放大，最大49倍，再通过数字电路处理、判断， 最后通过数字电路计算出误差。
整检装置校验仪控制流程，整检装置校验仪同时具备手动测试和自动测试 功能。当整检装置设置输出电流值和正交分量标准值和同相分量标准值时，操 作计算机点击测量命令，仪器系统进行自检，看是否有接线错误或其它错误， 然后直接测试出被试品的百分表值、同相分量值(比差值)和正交分量值(角 差值)，校验仪测试出的结果与标准量值对比将自动得出整检装置相对误差。
一种互感器校验仪整检装置的校准方法，包括以下具体步骤：
S1.互感器校验仪整检装置和整检装置校验仪的对应端子通过导线连接，整 检装置校验仪连接到市电以及上位机；
S2.上位机控制整检装置校验仪进入对应校准界面，随后整检装置输入对应 误差值，整检装置校验仪直接读出误差值并上传给上位机软件保存，随后进行 下一误差点进行测量，如此直至测量完所有误差点；
所述步骤S2中整检装置校验仪直接读出误差值具体过程为：误差电流信号 通过I/U转换变成采样电压信号或误差电压信号经放大后成采样电压信号，采 样电压信号经过放大、滤波处理后送入AD采样，互感器二次电流或电压信号通 过隔离CT或PT,经过放大、滤波处理后进入AD采样，两路信号经过60个周波 128点采样率采样计算，分离出测试电流的比值差和相位差；
S3.上位机软件根据上传上来的数据来判断是否超过误差；
S4.最后给出结论，该互感器校验仪整检装置校准是否合格，并自动出具对 应证书。
所述步骤S2中误差电流或误差电压的处理方法包括硬件放大和滤波、软件 滤波以及FFT算法，所述硬件放大和滤波方法为：误差电流信号或误差电压信 号通过三级放大和三级有源电子滤波，最大放大量为49倍，使放大后的误差电 流信号或误差电压信号始终保持在0.6～2V之间，从而给AD采样器提供一个合 适的采样范围，使采样过程失真最小。
所述软件滤波方法采用递推平均滤波法，把连续取N个误差电流或电压采 样值看成一个队列,队列的长度固定为N,N为正整数，每次采样到一个新数据放 入队尾,并扔掉原来队首的一次数据先进先出原则,把队列中的N个数据进行算 术平均运算，就可获得新的滤波结果。
所述FFT算法具体为，将误差电流或误差电压的正弦量分256点采样进来， 通过FFT算法对信号的周期性、对称性、可约性进行处理，分离出误差电流或 误差电压的同相分量和正交分量，
所述整检装置校验仪准确度等级达到0.02级，分辨率达到10-7。
如图5，所示整检装置校验仪直接将整检装置的IP和△I进行采样，误差 电流通过I/P转换变成电压信号，经过放大、滤波处理后送入AD采样，互感器 二次电流信号通过隔离CT,经过放大、滤波处理后进入AD采样，两路信号经过 50个周波128点采样率采样计算，分离出测试电流的比值差和相位差。
新型的整检装置校验仪采用电子式设计，采用DSP设备可以实现自动控制、 数据自动传输、不需要试验人员调整各种档位、也不需要试验人员根据经验来 判断是否回零，试验数据也不需要手动记录、手动录入。新型整检装置校验仪 的使用可以极大的优化试验步骤、简化试验过程、提高自动化水平，减轻试验 人员劳动强度、提高工作效率、保证标准量传的可靠性。
可对整检装置的阻抗、导纳进行校准。阻抗校准即是测量IP和△U,导纳 校准即是测量UP和△I。原有的装置及方法因为无法将IP和△U或UP和△I通 过电桥进行比较来校准。新方法采用直接测量，即百分表通道和误差通道为分 别直接测量，故UP、IP和△U、△I能随意组合进行测量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变 化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种互感器校验仪整检装置的校准方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1.互感器校验仪整检装置和整检装置校验仪的对应端子通过导线连接，整检装置校验仪连接到市电以及上位机；
S2.上位机控制整检装置校验仪进入对应校准界面，随后整检装置输入对应误差值，整检装置校验仪直接读出误差值并上传给上位机软件保存，随后进行下一误差点进行测量，如此直至测量完所有误差点；
所述步骤S2中整检装置校验仪直接读出误差值具体过程为：误差电流信号通过I/U转换变成采样电压信号或误差电压信号经放大后成采样电压信号，采样电压信号经过放大、滤波处理后送入AD采样，互感器二次电流或电压信号通过隔离CT或PT,经过放大、滤波处理后进入AD采样，两路信号经过60个周波128点采样率采样计算，分离出测试电流的比值差和相位差；
S3.上位机软件根据上传上来的数据来判断是否超过误差；
S4.最后给出结论，该互感器校验仪整检装置校准是否合格，并自动出具对应证书。
2.根据权利要求1所述的一种互感器校验仪整检装置的校准方法，其特征在于，所述步骤S2中误差电流或误差电压的处理方法包括硬件放大和滤波、软件滤波以及FFT算法，所述硬件放大和滤波方法为：误差电流信号或误差电压信号通过三级放大和三级有源电子滤波，最大放大量为49倍，使放大后的误差电流信号或误差电压信号始终保持在0.6～2V之间，从而给AD采样器提供一个合适的采样范围，使采样过程失真最小。
3.根据权利要求2所述的一种互感器校验仪整检装置的校准方法，其特征在于，所述软件滤波方法采用递推平均滤波法，把连续取N个误差电流或电压采样值看成一个队列,队列的长度固定为N,N为正整数，每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据先进先出原则,把队列中的N个数据进行算术平均运算，就可获得新的滤波结果。
4.根据权利要求2所述的一种互感器校验仪整检装置的校准方法，其特征在于，所述FFT算法具体为，将误差电流或误差电压的正弦量分256点采样进来，通过FFT算法对信号的周期性、对称性、可约性进行处理，分离出误差电流或误差电压的同相分量和正交分量。
5.根据权利要求2所述的一种互感器校验仪整检装置的校准方法，其特征在于，所述整检装置校验仪准确度等级达到0.02级，分辨率达到10-7。
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