CN117723834A - 一种时间常数的检测方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种时间常数的检测方法、装置、电子设备和存储介质，该方法和装置应用于电子设备，具体为通过电流记录仪器采集待检测RL电路在闭合开始后的一段时间内的电流数据，电流数据包括多个与每个时点对应的电流值；对电流数据进行拟合处理，得到时间‑电流曲线；基于时间‑电流曲线对预先构建的RL电路的回路特征方程进行求解处理，得到待检测RL电路的时间常数。本申请的方案不是基于对元器件的参数进行直接测量，而是基于电路本身特征进行计算，从而得到较为准确的时间常数。

Description

一种时间常数的检测方法、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本申请涉及电路技术领域，更具体地说，涉及一种时间常数的检测方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

RL电路是一些电气设备和实验设备中的电气回路，其相关参数能够反映电气设备或实验设备的电气参数。例如，电气设备标准高压开关设备中辅助触头的开断能力有硬性要求，在验证开断能力时需在RL电路中进行，并基于该RL电路的时间常数确定开断能力是否符合标准。目前常用做法是通过测量RL电路中的电阻元件的阻值和电感元件的电感值，并基于特定公式计算该时间常数。但电感元件的电感值在使用仪器进行测量时，不同频率测量的结果差异较大，使得结果偏差非常大，导致无法得到准确的时间常数。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种时间常数的检测方法、装置、电子设备和存储介质，用于，以获取到RL电路的准确的时间常数。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种时间常数的检测方法，应用于电子设备，所述检测方法包括步骤：

通过电流记录仪器采集待检测RL电路在闭合开始后的一段时间内的电流数据，所述电流数据包括多个与每个时点对应的电流值；

对所述电流数据进行拟合处理，得到时间-电流曲线；

基于所述时间-电流曲线对预先构建的所述RL电路的回路特征方程进行求解处理，得到所述待检测RL电路的时间常数。

可选的，所述回路特征方程为：

其中，A为所述RL电路的最大峰值电流，B为待定常数，C为所述时间常数，I为所述时间-电流曲线中的电流值，T为所述时间-电流曲线中的时点，e为自然常数。

可选的，所述基于所述时间-电流曲线对预先构建的所述RL电路的回路特征方程进行求解处理，包括步骤：

对所述回路特征方程进行变换处理，得到简化方程：

其中，X为所述时间-电流曲线中的时点，Y为所述时间-电流曲线中的电流值；

基于时间-电流曲线中的时点和电流值对所述简化方程进行求解，得到所述时间常数。

可选的，还包括步骤：

基于常数被赋值后的回路特征方程输出一个电流上升曲线；

基于所述电流上升曲线和所述时间-电流曲线的拟合程度确定所述RL电路是否存在过饱和情况。

一种时间常数的检测装置，应用于电子设备，所述检测装置包括：

数值采集模块，被配置为通过电流记录仪器采集待检测RL电路在闭合开始后的一段时间内的电流数据，所述电流数据包括多个与每个时点对应的电流值；

曲线拟合模块，被配置为对所述电流数据进行拟合处理，得到时间-电流曲线；

常数求解模块，被配置为基于所述时间-电流曲线对预先构建的所述RL电路的回路特征方程进行求解处理，得到所述待检测RL电路的时间常数。

可选的，所述回路特征方程为：

其中，A为所述RL电路的最大峰值电流，B为待定常数，C为所述时间常数，I为所述时间-电流曲线中的电流值，T为所述时间-电流曲线中的时点，e为自然常数。

可选的，所述常数求解模块包括：

方程变换单元，被配置为对所述回路特征方程进行变换处理，得到简化方程：

其中，X为所述时间-电流曲线中的时点，Y为所述时间-电流曲线中的电流值；

求解执行单元，被配置为基于时间-电流曲线中的时点和电流值对所述简化方程进行求解，得到所述时间常数。

可选的，还包括：

曲线输出模块，被配置为基于常数被赋值后的回路特征方程输出一个电流上升曲线；

比较输出单元，被配置为基于所述电流上升曲线和所述时间-电流曲线的拟合程度确定所述RL电路是否存在过饱和情况。

一种电子设备，所述电子设备包括至少一个处理器和与所述处理器连接的存储器，其中：

所述存储器用于存储计算机程序或指令；

所述处理器用于执行所述计算机程序或指令，以使所述电子设备实现如上所述的时间常数的检测方法。

一种存储介质，应用于电子设备，所述存储介质承载有一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序能够被所述电子设备执行，从而使所述电子设备实现如上所述的时间常数的检测方法。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种时间常数的检测方法、装置、电子设备和存储介质，该方法和装置应用于电子设备，具体为通过电流记录仪器采集待检测RL电路在闭合开始后的一段时间内的电流数据，电流数据包括多个与每个时点对应的电流值；对电流数据进行拟合处理，得到时间-电流曲线；基于时间-电流曲线对预先构建的RL电路的回路特征方程进行求解处理，得到待检测RL电路的时间常数。本申请的方案不是基于对元器件的参数进行直接测量，而是基于电路本身特征进行计算，从而得到较为准确的时间常数。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为一种RL电路的示意图；

图2为RL电路的电流上升曲线图；

图3为本申请实施例的一种时间常数的检测方法的流程图；

图4为本申请实施例的时间-电流曲线示意图；

图5为本申请实施例的另一种时间常数的检测方法的流程图；

图6为本申请实施例的一种时间常数的检测装置的框图；

图7为本申请实施例的另一种时间常数的检测装置的框图；

图8为本申请实施例的一种电子设备的框图。

具体实施方式

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，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种时间常数的检测方案，用于对RL电路的时间常数进行检测，该 RL电路的等效电路如图1所示。由一个电阻器、一个电感元件串联组成，并由电压源驱动。当 开关S闭合时，电路中产生电流，且满足，其中τ=L/R，该电路产 生的电流上升曲线如图2所示，电流在起始阶段快速上升经过一段时间后电流趋向稳定。回 路中的电流可以通过示波器等记录仪进行记录。该式子中L为电路中电感量，单位H，R为电 路中电阻，单位Ω。基于以上描述本申请提供如下的实施例。

图3为本申请实施例的一种时间常数的检测方法的流程图。

如图3所示，本实施例提供的检测方法应用于电子设备，用于对RL电路或RC电路的时间常数进行检测，该电子设备可以解释为具有数据计算能力和信息处理能力的计算机、服务器或云平台，该检测方法具体包括如下步骤：

S1、采集待检测RL电路的在闭合一段时间内的电流参数。

通过电流记录仪器如高精度示波器对待检测RL电路在闭合一段时间内的电流数据进行记录，这里的电流数据是指从闭合时间点开始的一系列时点T以及与每个时点对应的电流值I，下表中为一个具体的电流数据实例：

S2、对电流数据进行拟合处理，得到时间-电流曲线。

利用一定的工具对上述的电流数据进行拟合处理，例如Matlab，从而得到时间-电流曲线，该工具所显示的时间-电流曲线如图4所示。

S3、基于时间-电流曲线对回路特征方程进行求解处理。

这里的回路特征方程是指基于该RL电路的电流方程，具体为:

，

式中I为时间-电流曲线中的电流值，T时间-电流曲线中的时点，A、B、C为待计算的常数，其中C的结果即为RL电路的时间常数。在上述时间-电流曲线的基础上，对该回路特征方程进行求解计算，从而得到该时间常数。

其中，A为RL电路的最大峰值电流。基于此，对该回路特征方程进行变换处理，得到：

，

其中，A为已知常数，令，，变换后的方程可化简为：

，

其中，Y和X均为下表中的数值：

根据最小二乘法可得：

，

经过变换，可得时间常数。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种时间常数的检测方法，该方法应用于电子设备，具体为通过电流记录仪器采集待检测RL电路在闭合开始后的一段时间内的电流数据，电流数据包括多个与每个时点对应的电流值；对电流数据进行拟合处理，得到时间-电流曲线；基于时间-电流曲线对预先构建的RL电路的回路特征方程进行求解处理，得到待检测RL电路的时间常数。本申请的方案不是基于对元器件的参数进行直接测量，而是基于电路本身特征进行计算，从而得到较为准确的时间常数。

另外，在本申请的一个具体实施方式中，还包括如下步骤，如图5所示：

S4、基于回路特征方程输出一个电流上升曲线。

具体来说是基于被赋予相应常数后的回路特征方程进行计算，从而得到一个电流上升曲线。

S5、基于电流上升曲线和时间-电流曲线判断是否存在过饱和情况。

即将电流上升曲线和上面的时间-电流曲线进行比较，通过比较结果即可确定该电路中的电感是否存在过饱和情况。

通过本实施例，不仅可以准确得到RL电路的时间常数，还能够确定其中的电感元件是否存在过饱和情况。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。

应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如C语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机。

图6为本申请实施例的一种时间常数的检测装置的框图。

如图6所示，本实施例提供的检测装置应用于电子设备，用于对RL电路或RC电路的时间常数进行检测，该电子设备可以解释为具有数据计算能力和信息处理能力的计算机、服务器或云平台，该检测装置具体包括数值采集模块10、曲线拟合模块20和常数求解模块30。

数值采集模块用于采集待检测RL电路的在闭合一段时间内的电流参数。

通过电流记录仪器如高精度示波器对待检测RL电路在闭合一段时间内的电流数据进行记录，这里的电流数据是指从闭合时间点开始的一系列时点T以及与每个时点对应的电流值I，下表中为一个具体的电流数据实例：

曲线拟合模块用于对电流数据进行拟合处理，得到时间-电流曲线。

利用一定的工具对上述的电流数据进行拟合处理，例如Matlab，从而得到时间-电流曲线，该工具所显示的时间-电流曲线如图4所示。

常数求解模块用于基于时间-电流曲线对回路特征方程进行求解处理。

这里的回路特征方程是指基于该RL电路的电流方程，具体为:

，

式中I为时间-电流曲线中的电流值，T时间-电流曲线中的时点，A、B、C为待计算的常数，其中C的结果即为RL电路的时间常数。在上述时间-电流曲线的基础上，对该回路特征方程进行求解计算，从而得到该时间常数。

其中，A为RL电路的最大峰值电流。基于此，对该回路特征方程进行变换处理，得到：

，

其中，A为已知常数，令，，变换后的方程可化简为：

，

其中，Y和X均为下表中的数值：

根据最小二乘法可得：

，

经过变换，可得时间常数。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种时间常数的检测装置，该装置应用于电子设备，具体为通过电流记录仪器采集待检测RL电路在闭合开始后的一段时间内的电流数据，电流数据包括多个与每个时点对应的电流值；对电流数据进行拟合处理，得到时间-电流曲线；基于时间-电流曲线对预先构建的RL电路的回路特征方程进行求解处理，得到待检测RL电路的时间常数。本申请的方案不是基于对元器件的参数进行直接测量，而是基于电路本身特征进行计算，从而得到较为准确的时间常数。

另外，在本申请的一个具体实施方式中，还包括曲线输出模块40和比较输出模块50，如图7所示：

曲线输出模块用于基于回路特征方程输出一个电流上升曲线。

具体来说是基于被赋予相应常数后的回路特征方程进行计算，从而得到一个电流上升曲线。

比较输出模块 用于基于电流上升曲线和时间-电流曲线判断是否存在过饱和情况，

即将电流上升曲线和上面的时间-电流曲线进行比较，通过比较结果即可确定该电路中的电感是否存在过饱和情况。

通过本实施例，不仅可以准确得到RL电路的时间常数，还能够确定其中的电感元件是否存在过饱和情况。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，第一获取单元还可以被描述为“获取至少两个网际协议地址的单元”。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、片上系统（SOC）、复杂可编程逻辑设备（CPLD）等等。

图8为本申请实施例的一种电子设备的框图。

参考图8所示，其示出了适于用来实现本公开实施例中的电子设备的结构示意图。本公开实施例中的终端设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA（个人数字助理）、PAD（平板电脑）、PMP（便携式多媒体播放器）、车载终端（例如车载导航终端）等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。该电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

电子设备可以包括处理装置（例如中央处理器、图形处理器等）801，其可以根据存储在只读存储器ROM802中的程序或者从输入装置806加载到随机访问存储器RAM803中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。处理装置、ROM以及RAM通过总线804彼此相连。输入/输出（I/O）接口805也连接至总线804。

通常，以下装置可以连接至I/O接口：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置；包括例如液晶显示器（LCD）、扬声器、振动器等的输出装置807；包括例如磁带、硬盘等的存储装置808；以及通信装置809。通信装置809可以允许电子设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种装置的电子设备，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。

本实施例还提供了一种计算机可读的存储介质实施例。

上述计算机可读的存储介质应用于电子设备，并承载有一个或者多个计算机程序，当上述一个或者多个计算机程序被该电子设备执行时，使得该电子设备通过电流记录仪器采集待检测RL电路在闭合开始后的一段时间内的电流数据，电流数据包括多个与每个时点对应的电流值；对电流数据进行拟合处理，得到时间-电流曲线；基于时间-电流曲线对预先构建的RL电路的回路特征方程进行求解处理，得到待检测RL电路的时间常数。本申请的方案不是基于对元器件的参数进行直接测量，而是基于电路本身特征进行计算，从而得到较为准确的时间常数。

需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF（射频）等等，或者上述的任意合适的组合。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，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，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。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过程、方法、物品或者终端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过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种时间常数的检测方法，应用于电子设备，其特征在于，所述检测方法包括步骤：

通过电流记录仪器采集待检测RL电路在闭合开始后的一段时间内的电流数据，所述电流数据包括多个与每个时点对应的电流值；

对所述电流数据进行拟合处理，得到时间-电流曲线；

基于所述时间-电流曲线对预先构建的所述RL电路的回路特征方程进行求解处理，得到所述待检测RL电路的时间常数。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述回路特征方程为：

其中，A为所述RL电路的最大峰值电流，B为待定常数，C为所述时间常数，I为所述时间-电流曲线中的电流值，T为所述时间-电流曲线中的时点，e为自然常数。

3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述基于所述时间-电流曲线对预先构建的所述RL电路的回路特征方程进行求解处理，包括步骤：

对所述回路特征方程进行变换处理，得到简化方程：

其中，X为所述时间-电流曲线中的时点，Y为所述时间-电流曲线中的电流值；

基于时间-电流曲线中的时点和电流值对所述简化方程进行求解，得到所述时间常数。

4.如权利要求1~3任一项所述的检测方法，其特征在于，还包括步骤：

基于常数被赋值后的回路特征方程输出一个电流上升曲线；

基于所述电流上升曲线和所述时间-电流曲线的拟合程度确定所述RL电路是否存在过饱和情况。

5.一种时间常数的检测装置，应用于电子设备，其特征在于，所述检测装置包括：

数值采集模块，被配置为通过电流记录仪器采集待检测RL电路在闭合开始后的一段时间内的电流数据，所述电流数据包括多个与每个时点对应的电流值；

曲线拟合模块，被配置为对所述电流数据进行拟合处理，得到时间-电流曲线；

常数求解模块，被配置为基于所述时间-电流曲线对预先构建的所述RL电路的回路特征方程进行求解处理，得到所述待检测RL电路的时间常数。

6.如权利要求5所述的检测装置，其特征在于，所述回路特征方程为：

其中，A为所述RL电路的最大峰值电流，B为待定常数，C为所述时间常数，I为所述时间-电流曲线中的电流值，T为所述时间-电流曲线中的时点，e为自然常数。

7.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述常数求解模块包括：

方程变换单元，被配置为对所述回路特征方程进行变换处理，得到简化方程：

其中，X为所述时间-电流曲线中的时点，Y为所述时间-电流曲线中的电流值；

求解执行单元，被配置为基于时间-电流曲线中的时点和电流值对所述简化方程进行求解，得到所述时间常数。

8.如权利要求5~7任一项所述的检测装置，其特征在于，还包括：

曲线输出模块，被配置为基于常数被赋值后的回路特征方程输出一个电流上升曲线；

比较输出单元，被配置为基于所述电流上升曲线和所述时间-电流曲线的拟合程度确定所述RL电路是否存在过饱和情况。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括至少一个处理器和与所述处理器连接的存储器，其中：

所述存储器用于存储计算机程序或指令；

所述处理器用于执行所述计算机程序或指令，以使所述电子设备实现如权利要求1~4任一项所述的时间常数的检测方法。

10.一种存储介质，应用于电子设备，其特征在于，所述存储介质承载有一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序能够被所述电子设备执行，从而使所述电子设备实现如权利要求1~4任一项所述的时间常数的检测方法。