CN114047377B - 一种电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供的电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法，包括毫欧级阻值的高精密电阻、高频电流互感器与串联的欧姆级电阻将暂态阶跃电流信号转换为第一、第二电压信号，含低通滤波回路的信号调理模块对第一、第二电压信号进行信号调理后为第三、第四电压信号，第三、第四电压信号通过AD转换模块转换为第一、第二数字信号后，发至ZYNQ主控芯片采集、数据核对、电感计算和电感积分算法补偿，生成暂态标准实时数据，并按数字采样协议，由光纤收发模块传至外部，采用可充电电源模块提供电源。电感计算和电感积分算法补偿用高频电流测试可测电感值，用离散微分方程求解可降低计算量，可避免高精密无感电阻转换小电压信号的过程波形失真。

Description

一种电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法

技术领域

本申请涉及暂态阶跃电流标准器领域，尤其涉及一种电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法。

背景技术

电子式互感器是一种配电装置，也是特高压直流控制保护系统中核心测量设备，由连接到传输系统和二次转换器的一个或多个电压或电流传感器组成，用以传输正比于被测量的量，供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。暂态性能是电子互感器的核心指标之一，因此需要对电子互感器的暂态性能进行暂态测试。

为了对电子互感器的暂态性能进行暂态测试，现有技术多采用暂态闭环测试方法进行暂态测试，即直流阶跃源发出暂态阶跃信号，通过高精密无感电阻将暂态阶跃信号转换为小电压信号，小电压信号经过模数转换后，送至校验仪与直流电流互感器完成闭环暂态阶跃测试。

然而，上述现有技术中的高精密无感电阻由于通过的电流值很大，所以电阻值为毫欧级或微欧级。在阶跃过程中电流的阶跃上升频率非常高时，分布电容与分布电感的影响较大，高精密无感电阻将电流转为电压的过程会出现波形失真现象，高精密无感电阻高频等效电路图，如图1所示，其中，图1中R为高精密无感电阻，C为分布电容，L为分布电感。

发明内容

本申请提供了一种电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法，以解决采用高精密无感电阻将暂态阶跃信号转换为小电压信号的过程出现波形失真的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法，包括采用阻值为毫欧级的高精密电阻将接收到的暂态阶跃电流信号转换为第一电压信号，采用高频电流互感器和高频电流互感器串联的欧姆级电阻将接收到的暂态阶跃电流信号转换为第二电压信号；

通过包含低通滤波回路的信号调理模块对第一电压信号和第二电压信号进行信号调理，将信号调理后的第一电压信号作为第三电压信号，将信号调理后的第二电压信号作为第四电压信号，第三电压信号通过AD转换模块转换为第一数字信号，第四电压信号通过AD转换模块转换为第二数字信号；

通过ZYNQ主控芯片采集第一数字信号和第二数字信号，对第一数字信号和第二数字信号进行数据核对，并根据第一数字信号和第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，生成暂态标准实时数据；

按数字采样协议，通过光纤收发模块将暂态标准实时数据传输至外部；

采用可充电电源模块为包括高精密电阻、高频电流互感器、欧姆级电阻、信号调理模块、AD转换模块、ZYNQ主控芯片和光纤收发模块的装置的运行提供工作电源。

可选的，通过ZYNQ主控芯片采集第一数字信号和第二数字信号，对第一数字信号和第二数字信号进行数据核对，并根据第一数字信号和第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，包括：

ZYNQ主控芯片中的FPGA采集第一数字信号和第二数字信号，并对第一数字信号和第二数字信号进行数据核对；

ZYNQ主控芯片中的ARM片上系统根据第一数字信号和第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，并对第一数字信号和第二数字信号进行数据核对。

可选的，根据第一数字信号和第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，生成暂态标准实时数据，包括：

进行高频电流测试，暂态阶跃电流发生器施加3千赫兹的高频电流信号，高精密电阻将高频电流信号转换为5V以内的第一小电压信号，高精密电阻的电压转换公式为：

U₂≈R×i+j2πf×L×i

U2为高精密电阻的输出电压，R为高精密电阻的阻值，f为输入电流频率，L为高精密电阻的等效电感值，i为输入电流；

高频电流互感器和高频电流互感器串联的欧姆级电阻将高频电流信号转换为电流值是一千分之一高频电流信号电流值的小电流信号后，再将小电流信号进行电压电流变换，将小电流信号转换为5V以内的第二小电压信号，欧姆级电阻的电阻值较大，在高频电流信号下，电感对高频电流互感器和高频电流互感器串联的欧姆级电阻对高频电流信号转换为小电流信号的影响基本可以忽略，高频电流互感器的电压转换公式为：

U₁≈k×R₁×i

U1为高频电流互感器的输出电压，k为高频电流互感器的变比，R1为转换电阻值，i为输入电流；

ZYNQ主控芯片通过AD转换模块同步采集第一小电压信号和第二小电压信号，并计算第一小电压信号和第二小电压信号的相对相位角θ，由高频电流互感器转换公式和高精密电阻的转换公式得出第一小电压信号和第二小电压信号的相对相位角θ计算公式为：

θ为高精密电阻的输出电压与高频电流互感器输出电压之间的夹角；

通过第一小电压信号和第二小电压信号的相对相位角θ计算公式得出高精密电阻的电感值L的计算公式为：

进行阶跃电流测试，暂态阶跃电流发生器施加阶跃电流信号，ZYNQ主控芯片通过AD转换模块采集高精密电阻将阶跃电流转换为的第三小电压信号；

进行数字积分补偿计算，高精密电阻在电流阶跃时不能忽视电感量的影响，电容影响基本可以忽略，高精密电阻在电流阶跃时的电压表达式如下：

以电流突变时刻为暂态阶跃电流起始时刻，即u0＝0对应的i0＝0，当采样速率足够高时(1Mhz)t时刻的微分值即为该点变化值与采样速率的乘积，突变后的每个采样点对应的采样值公式为：

u(1)＝Ri(1)+L(i(1)-i(0))×f

u(2)＝Ri(2)+L(i(2)-i(1))×f

u(n)＝Ri(n)+L(i(n)-i(n-1))×f

从而获得突变后经过电感积分补偿后的采样值序列的i(t)，进行趋稳计算，趋稳计算公式为：

i(n)-i(n-1)＜i(n)×0.01

其中，连续5点满足趋稳计算公式时，即判断为趋稳，判断趋稳后积分补偿结束的公式为：

进行数值发送，数值发送包括采样数据同步和发送数据组帧，数据同步采用不依赖额外的同步信号，适合高速数据采样过程的线性插值同步法，同步后的数据采用降低处理器消耗的高波特率的曼彻斯特编码发送，最大采样频率下每10个采样点发送一帧数据，每帧数据内采样点按顺序排列，协议内同时附加起始符、采样计数器和CRC校验码。

本申请的有益效果为：

本申请实施例提供的电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法，包括采用阻值为毫欧级的高精密电阻将接收到的暂态阶跃电流信号转换为第一电压信号，采用高频电流互感器和高频电流互感器串联的欧姆级电阻将接收到的暂态阶跃电流信号转换为第二电压信号，通过包含低通滤波回路的信号调理模块对第一电压信号和第二电压信号进行信号调理，将信号调理后的第一电压信号作为第三电压信号，将信号调理后的第二电压信号作为第四电压信号，第三电压信号通过AD转换模块转换为第一数字信号，第四电压信号通过AD转换模块转换为第二数字信号，通过ZYNQ主控芯片采集第一数字信号和第二数字信号，对第一数字信号和第二数字信号进行数据核对，并根据第一数字信号和第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，生成暂态标准实时数据，按数字采样协议，通过光纤收发模块将暂态标准实时数据传输至外部，采用可充电电源模块为包括高精密电阻、高频电流互感器、欧姆级电阻、信号调理模块、AD转换模块、ZYNQ主控芯片和光纤收发模块的装置的运行提供工作电源。进行电感计算时采用高频电流测试电感值，有效地解决了电感无法测量的问题。利用高频电流互感器将高频大电流转换为高频小电流，采样回路在电流电压转换时受电感的影响可以忽略，保证高频电流的采样精度。在已知电阻的情况下，利用相位变化获得高精密电阻与电感的比例关系，电感的测量过程与幅值无关，无需将高精密电阻与高频电流互感器的输出调为一致，测量误差的影响也大幅降低，提高了电感的测量精度。采用突变算法获得暂态阶跃的阶跃过程，建立暂态阶跃与趋稳过程的暂态数据窗，从而获得的积分补偿过程为有限积分，避免无限积分带来的累计误差。采样速率达到1Mhz，使得暂态阶跃过程可以认为电流微分近似等于变化量除以采样间隔时间。采用离散微分方程，不进行连续域的微分方程求解，大大降低了软件的计算量。不同采样回路采样完全相同的低通滤波回路，以确保在相同频率下，低通滤波延时导致的相位差一致。基于ZYNQ平台实现，由芯片内部集成总线实现ARM与FPGA间的数据交互，提高数据传输稳定性的同时极大降低了传输延时，可对高速采集数据进行实时复杂运算。通过电感积分算法补偿避免了高精密无感电阻将暂态阶跃信号转换为小电压信号的过程出现波形失真。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的高精密无感电阻高频等效电路图；

图2为本申请实施例提供的一种电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法的过程示意图；

图4为本申请实施例提供的电感计算和电感积分算法补偿的过程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

参见图2，本申请实施例提供了一种电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法，包括步骤S110-S150。

S110：采用阻值为毫欧级的高精密电阻将接收到的暂态阶跃电流信号转换为第一电压信号，采用高频电流互感器和高频电流互感器串联的欧姆级电阻将接收到的暂态阶跃电流信号转换为第二电压信号。

S120：通过包含低通滤波回路的信号调理模块对第一电压信号和第二电压信号进行信号调理，将信号调理后的第一电压信号作为第三电压信号，将信号调理后的第二电压信号作为第四电压信号，第三电压信号通过AD转换模块转换为第一数字信号，第四电压信号通过AD转换模块转换为第二数字信号。

不同采样回路采样完全相同的低通滤波回路，以确保在相同频率下，低通滤波延时导致的相位差一致。

S130：通过ZYNQ主控芯片采集第一数字信号和第二数字信号，对第一数字信号和第二数字信号进行数据核对，并根据第一数字信号和第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，生成暂态标准实时数据。

S140：按数字采样协议，通过光纤收发模块将暂态标准实时数据传输至外部。

在一些实施例中，通过ZYNQ主控芯片采集第一数字信号和第二数字信号，对第一数字信号和第二数字信号进行数据核对，并根据第一数字信号和第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，包括：

ZYNQ主控芯片中的FPGA采集第一数字信号和第二数字信号，并对第一数字信号和第二数字信号进行数据核对；

ZYNQ主控芯片中的ARM片上系统根据第一数字信号和第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，并对第一数字信号和第二数字信号进行数据核对。基于ZYNQ平台实现，由芯片内部集成总线实现ARM与FPGA间的数据交互，提高数据传输稳定性的同时极大降低了传输延时，可对高速采集数据进行实时复杂运算。

在一些实施例中，如图4所示，进行高频电流测试，暂态阶跃电流发生器施加3千赫兹的高频电流信号，高精密电阻将高频电流信号转换为5V以内的第一小电压信号，高精密电阻的电压转换公式为：

U₂≈R×i+j2πf×L×i

U2为高精密电阻的输出电压，R为高精密电阻的阻值，f为输入电流频率，L为高精密电阻的等效电感值，i为输入电流，进行电感计算时采用高频电流测试电感值，有效地解决了电感无法测量的问题。

高频电流互感器和高频电流互感器串联的欧姆级电阻将高频电流信号转换为电流值是一千分之一高频电流信号电流值的小电流信号后，再将小电流信号进行电压电流变换，将小电流信号转换为5V以内的第二小电压信号，欧姆级电阻的电阻值较大，在高频电流信号下，电感对高频电流互感器和高频电流互感器串联的欧姆级电阻对高频电流信号转换为小电流信号的影响基本可以忽略，保证高频电流的采样精度，高频电流互感器的电压转换公式为：

U₁≈k×R₁×i

U1为高频电流互感器的输出电压，k为高频电流互感器的变比，R1为转换电阻值，i为输入电流，在已知电阻的情况下，利用相位变化获得高精密电阻与电感的比例关系，电感的测量过程与幅值无关，无需将高精密电阻与高频电流互感器的输出调为一致，测量误差的影响也大幅降低，提高了电感的测量精度。

ZYNQ主控芯片通过AD转换模块同步采集第一小电压信号和第二小电压信号，并计算第一小电压信号和第二小电压信号的相对相位角θ，由高频电流互感器转换公式和高精密电阻的转换公式得出第一小电压信号和第二小电压信号的相对相位角θ计算公式为：

θ为高精密电阻的输出电压与高频电流互感器输出电压之间的夹角；

进行电感量计算，通过第一小电压信号和第二小电压信号的相对相位角θ计算公式得出高精密电阻的电感值L的计算公式为：

进行阶跃电流测试，暂态阶跃电流发生器施加阶跃电流信号，ZYNQ主控芯片通过AD转换模块采集高精密电阻将阶跃电流转换为的第三小电压信号；

进行数字积分补偿计算，高精密电阻在电流阶跃时不能忽视电感量的影响，电容影响基本可以忽略，高精密电阻在电流阶跃时的电压表达式如下：

以电流突变时刻为暂态阶跃电流起始时刻，即u0＝0对应的i0＝0，当采样速率足够高时(1Mhz)t时刻的微分值即为该点变化值与采样速率的乘积，采样速率达到1Mhz，使得暂态阶跃过程可以认为电流微分近似等于变化量除以采样间隔时间。

突变后的每个采样点对应的采样值公式为：

u(1)＝Ri(1)+L(i(1)-i(0))×f

u(2)＝Ri(2)+L(i(2)-i(1))×f

u(n)＝Ri(n)+L(i(n)-i(n-1))×f

从而获得突变后经过电感积分补偿后的采样值序列的i(t)，采用突变算法获得暂态阶跃的阶跃过程，建立暂态阶跃与趋稳过程的暂态数据窗，从而获得的积分补偿过程为有限积分，避免无限积分带来的累计误差，采用离散微分方程，不进行连续域的微分方程求解，大大降低了软件的计算量。

进行趋稳计算，趋稳计算公式为：

i(n)-i(n-1)＜i(n)×0.01

其中，连续5点满足趋稳计算公式时，即判断为趋稳，判断趋稳后积分补偿结束的公式为：

进行数值发送，数值发送包括采样数据同步和发送数据组帧，数据同步采用不依赖额外的同步信号，适合高速数据采样过程的线性插值同步法，同步后的数据采用降低处理器消耗的高波特率的曼彻斯特编码发送，最大采样频率下每10个采样点发送一帧数据，每帧数据内采样点按顺序排列，协议内同时附加起始符、采样计数器和CRC校验码，保证高速数据传输的稳定。

S150：采用可充电电源模块为包括高精密电阻、高频电流互感器、欧姆级电阻、信号调理模块、AD转换模块、ZYNQ主控芯片和光纤收发模块的装置的运行提供工作电源。

在一些实施例中，如图3所示，所述可充电电源模块可选为可充电电池，可充电电池可循环使用，降低了成本。

在一些实施例中，AD转换模块采用18位的逐次逼近型模数转换器AD7982，采样率最大1000kSPS，可实现高精度、高采样率的模数转换功能。AD7982采用2.5V单电源供电，内置一个低功耗、高速、18位无失码采样ADC、一个内部转换时钟和一个多功能串行接口端口。在转换信号上升沿，该器件对差分输入引脚之间的电压差进行采样。基准电压由外部提供，并且可以设置为电源电压。该器件的功耗和吞吐速率呈线性变化关系。支持SPI通信方式和菊花链连结模式，并提供一个可选的繁忙指示。

在一些实施例中，主控模块采用Xilinx公司的XC7Z020型ZYNQ芯片，由ARM片上系统和FPGA两部分组成，ARM片上系统基于双核CortexA9的应用处理器，频率最高866MHz，每个CPU有32KB的一级指令和数据缓存，两个CPU共享512KB的二级缓存，片上包含boot ROM和256KB的片内RAM，同时支持16/32bit的DDR2和DDR3，适用于数据处理及外设控制；FPGA基于Artix7系列，包含85K的逻辑单元，53200个查找表，106400个触发器和4.9Mb的片内RAM块，可实现实时并行的信号控制。如图3所示，主控模块的时钟信号由高精度恒温晶振OCXO50提供。OCXO50恒温晶振工作温度为-40至85度，小于1ppb的温漂特性，-160dBc/1KHz的低相位噪声，最大10ppb/year的低老化，保证了模块时序控制的精确性，以及长期工作的稳定性。

在一些实施例中，光纤数字收发模块采用Avago公司的HFBR 1414和AFBR 2418TZ串行光纤收发器件，具备高速的光信号收发能力，可满足多数波特率下的串行数据收发需求。

HFBR 1414光纤发送器件采用Tube封装方式的ST接口，工作温度-40至85度，最大上升时间：6.5ns，最大下降时间：6.5ns，脉冲宽度失真：7.56ns。AFBR 2418TZ光纤接收器件采用ST接口，工作温度-40至85度，接收数据波长865nm，接收数据速率最大50MBd，具备良好的数据兼容性。

由上述实施例可见，本申请实施例提供的电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法，包括采用阻值为毫欧级的高精密电阻将接收到的暂态阶跃电流信号转换为第一电压信号，采用高频电流互感器和高频电流互感器串联的欧姆级电阻将接收到的暂态阶跃电流信号转换为第二电压信号，通过包含低通滤波回路的信号调理模块对第一电压信号和第二电压信号进行信号调理，将信号调理后的第一电压信号作为第三电压信号，将信号调理后的第二电压信号作为第四电压信号，第三电压信号通过AD转换模块转换为第一数字信号，第四电压信号通过AD转换模块转换为第二数字信号，通过ZYNQ主控芯片采集第一数字信号和第二数字信号，对第一数字信号和第二数字信号进行数据核对，并根据第一数字信号和第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，生成暂态标准实时数据，按数字采样协议，通过光纤收发模块将暂态标准实时数据传输至外部，采用可充电电源模块为包括高精密电阻、高频电流互感器、欧姆级电阻、信号调理模块、AD转换模块、ZYNQ主控芯片和光纤收发模块的装置的运行提供工作电源。进行电感计算时采用高频电流测试电感值，有效地解决了电感无法测量的问题。利用高频电流互感器将高频大电流转换为高频小电流，采样回路在电流电压转换时受电感的影响可以忽略，保证高频电流的采样精度。在已知电阻的情况下，利用相位变化获得高精密电阻与电感的比例关系，电感的测量过程与幅值无关，无需将高精密电阻与高频电流互感器的输出调为一致，测量误差的影响也大幅降低，提高了电感的测量精度。采用突变算法获得暂态阶跃的阶跃过程，建立暂态阶跃与趋稳过程的暂态数据窗，从而获得的积分补偿过程为有限积分，避免无限积分带来的累计误差。采样速率达到1Mhz，使得暂态阶跃过程可以认为电流微分近似等于变化量除以采样间隔时间。采用离散微分方程，不进行连续域的微分方程求解，大大降低了软件的计算量。不同采样回路采样完全相同的低通滤波回路，以确保在相同频率下，低通滤波延时导致的相位差一致。基于ZYNQ平台实现，由芯片内部集成总线实现ARM与FPGA间的数据交互，提高数据传输稳定性的同时极大降低了传输延时，可对高速采集数据进行实时复杂运算。通过电感积分算法补偿避免了高精密无感电阻将暂态阶跃信号转换为小电压信号的过程出现波形失真。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (3)

1.一种电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法，其特征在于，包括：

采用阻值为毫欧级的高精密电阻将接收到的暂态阶跃电流信号转换为第一电压信号，采用高频电流互感器和所述高频电流互感器串联的欧姆级电阻将接收到的暂态阶跃电流信号转换为第二电压信号；

通过包含低通滤波回路的信号调理模块对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行信号调理，将信号调理后的所述第一电压信号作为第三电压信号，将信号调理后的所述第二电压信号作为第四电压信号，所述第三电压信号通过AD转换模块转换为第一数字信号，所述第四电压信号通过AD转换模块转换为第二数字信号；

通过ZYNQ主控芯片采集所述第一数字信号和所述第二数字信号，对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行数据核对，并根据所述第一数字信号和所述第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，生成暂态标准实时数据；

按数字采样协议，通过光纤收发模块将所述暂态标准实时数据传输至外部；

采用可充电电源模块为包括高精密电阻、高频电流互感器、欧姆级电阻、信号调理模块、AD转换模块、ZYNQ主控芯片和光纤收发模块的装置的运行提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法，其特征在于，所述通过ZYNQ主控芯片采集所述第一数字信号和所述第二数字信号，对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行数据核对，并根据所述第一数字信号和所述第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，包括：

ZYNQ主控芯片中的FPGA采集所述第一数字信号和所述第二数字信号，并对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行数据核对；

ZYNQ主控芯片中的ARM片上系统根据所述第一数字信号和所述第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，并对所述第一数字信号和所述第二数字信号进行数据核对。

3.根据权利要求1所述的电感补偿的暂态阶跃电流标准器构建方法，其特征在于，所述根据所述第一数字信号和所述第二数字信号进行电感计算和电感积分算法补偿，生成暂态标准实时数据，包括：

进行高频电流测试，暂态阶跃电流发生器施加3千赫兹的高频电流信号，高精密电阻将所述高频电流信号转换为5V以内的第一小电压信号，高精密电阻的电压转换公式为：

；

U2为高精密电阻的输出电压，R为高精密电阻的阻值，f为输入电流频率，L为高精密电阻的等效电感值，i为输入电流；

高频电流互感器和所述高频电流互感器串联的欧姆级电阻将所述高频电流信号转换为电流值是一千分之一所述高频电流信号电流值的小电流信号后，再将所述小电流信号进行电压电流变换，将所述小电流信号转换为5V以内的第二小电压信号，欧姆级电阻的电阻值较大，在所述高频电流信号下，电感对由所述高频电流互感器和所述高频电流互感器串联的欧姆级电阻将所述高频电流信号转换为的所述小电流信号的影响基本可以忽略，高频电流互感器的电压转换公式为：

；

U1为高频电流互感器的输出电压，k为高频电流互感器的变比，R1为转换电阻值，i为输入电流；

ZYNQ主控芯片通过AD转换模块同步采集所述第一小电压信号和所述第二小电压信号，并计算所述第一小电压信号和所述第二小电压信号的相对相位角，由所述高频电流互感器转换公式和所述高精密电阻的转换公式得出所述第一小电压信号和所述第二小电压信号的相对相位角/>计算公式为：

；

为高精密电阻的输出电压与高频电流互感器输出电压之间的夹角；

通过所述第一小电压信号和所述第二小电压信号的相对相位角计算公式得出高精密电阻的电感值L的计算公式为：

；

进行阶跃电流测试，暂态阶跃电流发生器施加阶跃电流信号，ZYNQ主控芯片通过AD转换模块采集高精密电阻将所述阶跃电流转换为的第三小电压信号；

进行数字积分补偿计算，高精密电阻在电流阶跃时不能忽视电感量的影响，电容影响基本可以忽略，高精密电阻在电流阶跃时的电压表达式如下：

；

以电流突变时刻为暂态阶跃电流起始时刻，即u0=0对应的i0=0，当采样速率为1Mhz时，t时刻的微分值即为该点变化值与采样速率的乘积，突变后的每个采样点对应的采样值公式为：

；

；

；

；

；

；

从而获得突变后经过电感积分补偿后的采样值序列的i(t)，进行趋稳计算，趋稳计算公式为：

；

其中，连续5点满足趋稳计算公式时，即判断为趋稳，判断趋稳后积分补偿结束的公式为：

；

进行数值发送，数值发送包括采样数据同步和发送数据组帧，数据同步采用不依赖额外的同步信号，适合高速数据采样过程的线性插值同步法，同步后的数据采用降低处理器消耗的高波特率的曼彻斯特编码发送，最大采样频率下每10个采样点发送一帧数据，每帧数据内采样点按顺序排列，协议内同时附加起始符、采样计数器和CRC校验码。