CN1119740A - 在数字系统中测量交变电压，交变电流流和测试信号相位角的方法和测试设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在数字系统中测量交变电压、交变电流和测试信号相位角的方法及其设备。此时，在原来的测试信号上叠加一个作为基准电压的直流电压；根据测试信号的过零点产生另一个电压，此电压连续增大或减小；此另一个电压叠加在基准电压上，并因而叠加在测试信号上。此外，本发明还涉及一个测试设备，其中，一方面是测试信号和另一方面是基准电压加在一个比较器上，比较器的输出经过一个已知的RC电路回输在基准电压的电位上。

Description

在数字系统中测量交变电压、交变电流和测试 信号相位角的方法和测试设备
本发明涉及一种在数字系统中测量交变电压、交变电流和测试信号相位角的方法，以及借助于变压器和电流互感器在数字系统中测量交变电压、交变电流和测试信号相位的测试设备。
由DE—PS 3614419已知这种方法和为实施此方法适用的测试设备。
在这种已知的方法中，在要测得的测试信号上叠加一个作为基准电压的直流电压，因此过零点的位置在一个可测得的较好的电压范围内变化。在这种已知的测试设备中，变压器和电流互感器的各一个极与基准电压的电位相接，基准电压作为原始量与多路变换器接通。此多路变换器再与一个A/D变换器连接。这种已知的方法和配属于此方法的测试设备，对于A/D变换器的准确度提出了很高的要求，因为此A/D变换器始终在一个由高的基准电压确定的相同的工作点下工作。若该A/D变换器不精确或具有非线性，便会导致工作点出现某种程度的不稳定性，并因而使测试值可能有大约＋/－1比特的误差。在工业中应用时，出自于成本的考虑，人们目前正在作出努力，以便能使用尽可能简单的、价廉物美的、并因而具有某种程度非线性在市场上提供的A/D变换器。采用这种A/D变换器时，按现有技术的已知方法本身以及为实施此方法所配属的测试设备，必不可免地会带来显著的测量误差。
本发明的目的是提供一种上述类型的方法和为实施此方法所需的测试设备，即使采用了有误差的工作点漂移的A/D变换器，它们也能准确地测量。
按本发明为达到此目的采用具有独立专利权利要求1所述特征的方法。从属权利要求2中含有按本发明用以实施按权利要求1所述方法的测试设备。
根据本发明，提供一种在数字系统中测量交变电压、交变电流和测试信号相位角的方法，其中，测试信号的过零点通过在原有测试信号上叠加一个作为基准电压的直流电压来获得，其特征为：测试信号(U)的过零点针对基准电压(URef)测得；产生另一个电压(URef *)，在测试信号(U)正半波期间它连续增大，而在测试信号(U)负半波期间，它连续减小；以及，此另一个电压(URef *)叠加在基准电压(URef)上，并因而叠加在测试信号上。
根据本发明，提供一种借助于变压器和电流互感器在数字系统中测量交变电压、交变电流和测试信号相位角的测试设备，变压器和电流互感器的次级侧连接在一个与A/D变换器相连的多路变换器上，其中，变压器和电流互感器次级侧的各有一个极处于基准电压的电位，此基准电压加在多路变换器上，作为要测量的电压和电流值的原始值，其特征为：一方面是变压器或电流互感器(U或J)次级侧另一个极(U1和J1)中的一个，另一方面是基准电压(URef)，它们作为输入加在比较器(K)上，比较器的输出经RC电路回输到基准电压(URef)电位上。
按本发明的方法的优点主要在于，通过在原有的作为基准电压的直流电压上，叠加另一个随时间改变的电压，使一个半波实际上占了A/D变换器的整个工作区。这样一来，补偿了不准确度或非线性；在整个测量区间，亦即整个半波期间，A/D变换器如见有技术中通常所有的情况那样，不固定在同样的工作点上。
有关的测试设备可在具有突出优点的方式下来实施此方法，其中采用一个现有熟知的RC元件，在反馈支路上产生一个在一个半波期间连续增加的近似于锯齿波的电压，可以用最简单的办法将此电压叠加到基准电压上去。
下面借助于附图所示之举例更详细地说明本发明。
图1是按本发明方法的信号变化曲线；
图2是实施此方法的测试设备示意图。
测量值(在这里是测试电压U)上如按现有技术已知的那样叠加了一个等量的基准电压URef作为固定值。此外，产生另一个电压URef *，它在测试电压U的正半波期间连续增大，而在测试电压U的负半波期间不断减小。电压URef *同样叠加在电压U上；合成后得到的测量电压为UM。对这一电压UM的处理按已知的方式通过一个后置的多路变换器和与之连接的A/D变换器来进行。图2表示了特别适用于此方法的测试设备。要测试的量(这里是测试电压U)与一个比较器K相接，比较器测得U的过零点，并产生一个与之有关的具有两个不同幅度的直流电压UKomp，此直流电压以已知的方式加在一个RC元件上，使之产生一个电压URef *，此电压URef *的一条随时间变化的曲线表示了一个e函数，并被叠加在基准电压URef上。

Claims (2)

1.在数字系统中测量交变电压、交变电流和测试信号相位角的方法，其中，测试信号的过零点通过在原有测试信号上叠加一个作为基准电压的直流电压来获得，其特征为：测试信号(U)的过零点针对基准电压(URef)测得；产生另一个电压(URef *)，在测试信号(U)正半波期间它连续增大，而在测试信号(U)负半波期间，它连续减小；以及，此另一个电压(URef *)叠加在基准电压(URef)上，并因而叠加在测试信号上。
2.借助于变压器和电流互感器在数字系统中测量交变电压、交变电流和测试信号相位角的测试设备，变压器和电流互感器的次级侧连接在一个与A/D变换器相连的多路变换器上，其中，变压器和电流互感器次级侧的各有一个极处于基准电压的电位，此基准电压加在多路变换器上，作为要测量的电压和电流值的原始值，其特征为：一方面是变压器或电流互感器(U或J)次级侧另一个极(U1和J1)中的一个，另一方面是基准电压(URef)，它们作为输入加在比较器(K)上，比较器的输出经RC电路回输到基准电压(URef)电位上。
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