CN111579853A - 一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种罗氏线圈的纯软件积分算法，且公开了一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置，包括云平台，所述云平台输出端与集中器输入端双向信号连接，所述集中器输出端与无线通讯模块输入端双向信号连接，所述无线通讯模块输出端与MCU输入端双向信号连接，所述MCU包括AD采样、微分逆运算还原积分信号、积分算法求电流有效值和所使用的罗氏线圈进行特性补偿，所述AD采样输出端与微分逆运算还原积分信号输入端信号连接。本本发明通过不依靠硬件积分器只使用纯软件算法，为了降低硬件积分电路中因积分器、电阻、电容等元器件本身存在一定的误差范围，且器件本身受温漂和零漂的影响，故不使用硬件积分，从而使测量精度更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种罗氏线圈的纯软件积分算法，具体为一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置及方法。
背景技术
主要应用于使用AD采样芯片加Rogowski线圈(以下简称罗氏线圈)测量交流电流方案的设备，在不依靠硬件积分器下，使用纯软件算法，将罗氏线圈出来的微分信号转为积分信号，来实现电流的测量，现有AD采样芯片加罗氏线圈测量交流电流方案一般使用硬件积分器对罗氏线圈的输出电动势是被测电流的对时间的微分信号进行还原为积分信号。但是硬件积分电路中，由于积分器、电阻、电容等元器件本身存在一定的误差范围，且器件本身受温漂和零漂的影响，在精度、可靠性存在较大问题，所以我们提出了一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置及方法。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置及方法，解决了由于积分器、电阻、电容等元器件本身带来的误差，达到了不使用硬件积分器只使用纯软件算法使测量精度变高的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置，包括云平台，所述云平台输出端与集中器输入端双向信号连接，所述集中器输出端与无线通讯模块输入端双向信号连接，所述无线通讯模块输出端与MCU输入端双向信号连接，所述MCU包括AD采样、微分逆运算还原积分信号、积分算法求电流有效值和所使用的罗氏线圈进行特性补偿，所述AD采样输出端与微分逆运算还原积分信号输入端信号连接，所述微分逆运算还原积分信号输出端与积分算法求电流有效值输入端信号连接，所述积分算法求电流有效值输出端与所使用的罗氏线圈进行特性补偿输入端信号连接，所述AD采样输出端与无线通讯模块输入端信号连接，所述MCU输入端与电流采样电路输出端信号连接，所述电流采样电路输入端与罗氏线圈输出端信号连接。
优选的，所述MCU为采集器处理器，所述采集器处理器型号为TI的MSP430I2041。
优选的，所述无线通讯模块为2.4G通讯模块。
一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的方法，包括以下步骤：
S1、上电。
S2、MCU资源优化。
S3、标准参数初始化。
S4、AD采样处理，对微分信号处理还原为积分信号。
S5、定时设置上传平台的时间。
S6、将数据上传至云平台，云平台自行计算电流。
S7、定时时间到后重复S6。
S8、对S4中积分信号触发有效值计算。
S9、计算结束。
优选的，所述S6、S7和S8同步进行。
优选的，所述S4中AD采样的值是罗氏线圈输出的电动势是被测电流的对时间的微分值，称为ΔI；当前采样点的电流为I；则有I1＝ΔI1；I2＝ΔI1+ΔI2；I3＝ΔI1+ΔI2+ΔI3，以此类推。
优选的，所述S6中每当定时时间到后，会定时上传当前1秒的信号至云平台上。
优选的，所述S8中根据电流有效值的定义，采样积分法算法计算，根据公式可求出电流有效值，公式为
本发明提供了一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置及方法。具备以下有益效果：
(1)、本发明通过不依靠硬件积分器只使用纯软件算法，为了降低硬件积分电路中因积分器、电阻、电容等元器件本身存在一定的误差范围，且器件本身受温漂和零漂的影响，故不使用硬件积分，从而使测量精度更高。
(2)、本发明通过除了在测量设备内部进算法运算外还定时将当前1秒的信号上传到云平台上进行运算，受限于带有ADC采样的MCU的运算能力，还定时上传当前1秒内的电流的微分信号上传到平台上，而在对于实时性要求不高的情况下，通过依靠云平台强大的运算能力，使云平台计算出来的电流的精度更高，同还能分析电流的有效值、电流的谐波含量以及分析当前电流的特性。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
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。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供一种技术方案：一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置，包括云平台，通过不依靠硬件积分器只使用纯软件算法，为了降低硬件积分电路中因积分器、电阻、电容等元器件本身存在一定的误差范围，且器件本身受温漂和零漂的影响，故不使用硬件积分，从而使测量精度更高，云平台输出端与集中器输入端双向信号连接，集中器输出端与无线通讯模块输入端双向信号连接，无线通讯模块输出端与MCU输入端双向信号连接，MCU为采集器处理器，采集器处理器型号为TI的MSP430I2041，采集器处理器型号为TI的MSP430I2041提高了测量的精度，保证了高精度与高采样率，从而满足了电参数的采集与计算，MCU包括AD采样、微分逆运算还原积分信号、积分算法求电流有效值和所使用的罗氏线圈进行特性补偿，AD采样输出端与微分逆运算还原积分信号输入端信号连接，微分逆运算还原积分信号输出端与积分算法求电流有效值输入端信号连接，积分算法求电流有效值输出端与所使用的罗氏线圈进行特性补偿输入端信号连接，AD采样输出端与无线通讯模块输入端信号连接，无线通讯模块为2.4G通讯模块，无线通讯的数据吞吐量较大，采用2.4G通讯模块，这样能尽量短时内将大量的微分原始信号上传到平台上，使得平台的得到数据“相对”实时，MCU输入端与电流采样电路输出端信号连接，电流采样电路输入端与罗氏线圈输出端信号连接，通过除了在测量设备内部进算法运算外还定时将当前1秒的信号上传到云平台上进行运算，受限于带有ADC采样的MCU的运算能力，还定时上传当前1秒内的电流的微分信号上传到平台上，而在对于实时性要求不高的情况下，通过依靠云平台强大的运算能力，使云平台计算出来的电流的精度更高，同还能分析电流的有效值、电流的谐波含量以及分析当前电流的特性。
一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的方法，包括以下步骤：
S1、上电。
S2、MCU资源优化，上电后，时钟配置，MCU的AD采样率以及增益倍率等一些使用的MCU的资源。
S3、标准参数初始化，将电流测量的校准参数初始化赋值，用于计算电流的有效值。
S4、AD采样处理，对微分信号处理还原为积分信号，AD采样的值是罗氏线圈输出的电动势是被测电流的对时间的微分值，称为ΔI；当前采样点的电流为I；则有I1＝ΔI1；I2＝ΔI1+ΔI2；I3＝ΔI1+ΔI2+ΔI3，以此类推。
S5、定时设置上传平台的时间。
S6、将数据上传至云平台，云平台自行计算电流，每当定时时间到后，会定时上传当前1秒的信号至云平台上。
S7、定时时间到后重复S6。
S8、对S4中积分信号触发有效值计算，根据电流有效值的定义，采样积分法算法计算，根据公式可求出电流有效值，公式为
S6、S7和S8同步进行。
S9、计算结束。
在使用时，通过电流采样电路对罗氏线圈输出的微分信号送入MCU，然后对AD采样到的罗氏线圈输出的微分信号，使用软件算法对其行还原为积分信号，得到还原的积分信号进行相位补偿。使用积分法计算出电流的有效值，计算出有效值后增加特性补偿，使被测电流精度更高。同时可以截取部分的1秒时长的电流的原始微分信号上传给云平台分析计算电流的有效值、电流的谐波含量以及分析当前电流的特性。
综上可得，本发明通过不依靠硬件积分器只使用纯软件算法，为了降低硬件积分电路中因积分器、电阻、电容等元器件本身存在一定的误差范围，且器件本身受温漂和零漂的影响，故不使用硬件积分，从而使测量精度更高，通过除了在测量设备内部进算法运算外还定时将当前1秒的信号上传到云平台上进行运算，受限于带有ADC采样的MCU的运算能力，还定时上传当前1秒内的电流的微分信号上传到平台上，而在对于实时性要求不高的情况下，通过依靠云平台强大的运算能力，使云平台计算出来的电流的精度更高，同还能分析电流的有效值、电流的谐波含量以及分析当前电流的特性。
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 (8)
1.一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置，包括云平台，其特征在于：所述云平台输出端与集中器输入端双向信号连接，所述集中器输出端与无线通讯模块输入端双向信号连接，所述无线通讯模块输出端与MCU输入端双向信号连接，所述MCU包括AD采样、微分逆运算还原积分信号、积分算法求电流有效值和所使用的罗氏线圈进行特性补偿，所述AD采样输出端与微分逆运算还原积分信号输入端信号连接，所述微分逆运算还原积分信号输出端与积分算法求电流有效值输入端信号连接，所述积分算法求电流有效值输出端与所使用的罗氏线圈进行特性补偿输入端信号连接，所述AD采样输出端与无线通讯模块输入端信号连接，所述MCU输入端与电流采样电路输出端信号连接，所述电流采样电路输入端与罗氏线圈输出端信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置，其特征在于：所述MCU为采集器处理器，所述采集器处理器型号为TI的MSP430I2041。
3.根据权利要求1所述的一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的装置，其特征在于：所述无线通讯模块为2.4G通讯模块。
4.一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的方法，包括以下步骤：
S1、上电；
S2、MCU资源优化；
S3、标准参数初始化；
S4、AD采样处理，对微分信号处理还原为积分信号；
S5、定时设置上传平台的时间；
S6、将数据上传至云平台，云平台自行计算电流；
S7、定时时间到后重复S6；
S8、对S4中积分信号触发有效值计算；
S9、计算结束。
5.根据权利要求1所述的一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的方法，其特征在于：所述S6、S7和S8同步进行。
6.根据权利要求1所述的一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的方法，其特征在于：所述S4中AD采样的值是罗氏线圈输出的电动势是被测电流的对时间的微分值，称为ΔI；当前采样点的电流为I；则有I1＝ΔI1；I2＝ΔI1+ΔI2；I3＝ΔI1+ΔI2+ΔI3，以此类推。
7.根据权利要求1所述的一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的方法，其特征在于：所述S6中每当定时时间到后，会定时上传当前1秒的信号至云平台上。
8.根据权利要求1所述的一种Rogowski线圈的纯软件积分算法的方法，其特征在于：所述S8中根据电流有效值的定义，采样积分法算法计算，根据公式可求出电流有效值，公式为
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113634863A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-12 | 南京米利嘉电子科技有限公司 | 一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001343403A (ja) * | 2000-05-31 | 2001-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | ロゴスキーコイル用信号処理装置 |
| CN103513093A (zh) * | 2013-09-17 | 2014-01-15 | 国家电网公司 | 基于4阶贝塞尔滤波和软件积分的电子式互感器采集器 |
| CN105974351A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-09-28 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 罗氏线圈微分信号可控放大的互感器暂态测试装置及方法 |
| CN106383267A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-08 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种用于Rogowski线圈电流互感器的软件积分器 |
| CN206773058U (zh) * | 2017-04-27 | 2017-12-19 | 上海欧秒电力监测设备有限公司 | Opgw在线监测系统 |
| CN110441593A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-11-12 | 贵州电网有限责任公司 | 一种罗氏线圈电流信号采集系统和采集方法 |
-
2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001343403A (ja) * | 2000-05-31 | 2001-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | ロゴスキーコイル用信号処理装置 |
| CN103513093A (zh) * | 2013-09-17 | 2014-01-15 | 国家电网公司 | 基于4阶贝塞尔滤波和软件积分的电子式互感器采集器 |
| CN105974351A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-09-28 | 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 | 罗氏线圈微分信号可控放大的互感器暂态测试装置及方法 |
| CN106383267A (zh) * | 2016-09-30 | 2017-02-08 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种用于Rogowski线圈电流互感器的软件积分器 |
| CN206773058U (zh) * | 2017-04-27 | 2017-12-19 | 上海欧秒电力监测设备有限公司 | Opgw在线监测系统 |
| CN110441593A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-11-12 | 贵州电网有限责任公司 | 一种罗氏线圈电流信号采集系统和采集方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113634863A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-12 | 南京米利嘉电子科技有限公司 | 一种基于次级电流检测的电阻焊质量监控方法 |
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