CN1488948A - 电路负载性质及其电压电流相位差的测量方法与设备 - Google Patents

电路负载性质及其电压电流相位差的测量方法与设备 Download PDF

Info

Publication number
CN1488948A
CN1488948A CNA031531482A CN03153148A CN1488948A CN 1488948 A CN1488948 A CN 1488948A CN A031531482 A CNA031531482 A CN A031531482A CN 03153148 A CN03153148 A CN 03153148A CN 1488948 A CN1488948 A CN 1488948A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
voltage
frequency
double frequency
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA031531482A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1243249C (zh
Inventor
辉 耿
耿辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tian Zhenguo
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN 03153148 priority Critical patent/CN1243249C/zh
Publication of CN1488948A publication Critical patent/CN1488948A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1243249C publication Critical patent/CN1243249C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Measuring Phase Differences (AREA)

Abstract

一种电路负载性质及其电压电流相位差的测量方法与设备。它利用双频叠加信号位移比较原理，在只取得电流信号的情况下，测量确定电路负载的阻性、容性、感性，并得出其电压电流相位差，然后由指示装置指示出来。

Description

电路负载性质及其电压电流相位差的测量方法与设备
本发明涉及电测量技术，具体的说，它涉及电路中负载性质及其电压与电流相位差的测量方法与设备。
电路负载分为三种性质即阻性、容性、感性。由于负载性质的不同，电路中电压与电流的相位差也不同：阻性时电压与电流的相位相同；容性时电压相位滞后于电流相位；感性时电压相位超前于电流相位。容性或感性越强，相位差越大，其范围是：大于0°小于90°。在实际工作中，有时我们需要得知负载的性质及其电压电流相位差。
公知的测量方法是将交流信号加在被测负载上，测量负载两端的电压及流经负载的电流，取得两者波形的过零点，则其差距既是相位差，可用数字计数方式或模拟积分方式，得出相应的相位差数值。根据电压电流过零点的前后，判断超前与滞后关系，即可确定负载性质。但这种方法必须同时取得电压和电流信号才能进行比较测量，如受条件限制只能取得电流信号，而不能取得电压信号时，则无法测量。
本发明的目的是提出一种只需取得电流信号即可测得负载性质及其电压电流相位差的方法与设备。这样就可以使用感应器件，如线圈或霍尔器件或磁阻器件对电流隔离感应取样后，测得负载性质及其电压电流相位差。
本发明依据双频叠加信号位移比较原理进行测量。本发明的目的是通过下面的方法和设备实现的。
一种电路负载性质及其电压电流相位差的测量方法，它包括下列步骤：
1.设信号发生装置，能产生高、低两种不同频率的信号；
2.在低频信号波上，选取一个固定位置，周期性地叠加一段高频信号；
3.将此双频叠加信号发送至负载上，产生双频叠加电流；
4.用电磁感应器件，感应接收此双频叠加信号；
5.取得接收信号中双频叠加的位置，与已知的原发送信号中叠加位置作比较，其偏移量即为相位差，偏移方向代表了负载性质；
6.将低频信号视为电流信号，将高频信号视为电压信号，则比较两者的超前与滞后即可判断负载性质；
7.由指示装置指示负载性质及相位差。
实现上述方法的测量设备包括：
1.将高、低频信号发生装置设于发送器内，产生双频叠加信号；
2.用带有电磁感应线圈的钳形卡头作为接收头，感应接收线条上的双频叠加信号；
3.接收头将感应信号送至接收器，由其中的电路分析计算双频叠加位置的偏移方向即负载性质和偏移量即相位差，并由指示装置进行指示。
本发明能够在只取得回路电流信号的情况下，判定负载性质及电压电流相位差。因而接收部分可采用感应器件对电流信号隔离取样，取样隔离度高，测量与被测量系统互不干扰，便于使用。
图1为本发明的电路结构示意图；
图2为发送器输出波形分析图；
图3为阻性负载时的接收器波形分析图；
图4为容性负载时的接收器波形分析图；
下面将结合各附图详细描述本发明的最佳实施方案。
图1为发明的电路结构示意图。
发射器1中设有低频信号发生装置2和高频信号发生装置3，将两信号做叠加处理后送上线路7，经负载8构成回路，则线路7内将有双频叠加信号电流。将带有电磁线圈的钳形接收头4卡在线路7上，感应接收双频信号后，将此感应信号送入接收器5，由其中的电路进行分析计算，得出双频偏移方向和偏移量，即可得知负载性质和相位差，并由指示装置6将其指示出来。
图2为发送器输出波形分析图。
波形9为低频信号发生装置2所产生的电压波形，波形10为高频信号发生装置3所产生的电压波形，将每段高频波在低频波每个正向过零点处开始叠加，成为发送电压波形11，将其加至线路7上，则经过负载8形成电流。
图3为阻性负载时的接收器波形分析图。
波形12为钳形接收头4上感应线圈所感应接收的电流信号，由于负载8是电阻，所以线路7内的高低频信号电流相对于电压均未发生相位偏移，即电流、电压同相位，因此波形12与发送电压波形11叠加位置完全相同。经接收器5内的电路将高、低频信号分离，还原为低频信号波形13和高频信号波形14，把低频信号波形13整形成为电流方波波形15，把高频信号波形14经检波整形成为电压矩形波波形16，将波形15与波形16两者的前沿相比较，发现两者无偏差，则说明负载为电阻，电压与电流同相，即无相位差。指示装置6指示为阻性0°。
图4为容性负载时的接收器波形分析图。
为便于说明，我们以负载8是纯电容为例进行分析，波形17为接收头4接收的电流信号。由于负载8为纯容性，所以线路7内的高、低频电流均相对于电压超前90°。由于两波的频率不同，波长不同，所以虽超前的角度相同，但波形在横轴上移动的距离不同。由波形17看出虽然两波均移动了90°但低频波在横轴上移动的距离远大于高频波，相差的倍数与频率相差倍数相同。接收器5内的电路将两波分离形成低频波形18和高频波形19，将两者按前述方法处理后形成电压方波波形20和电流矩形波波形21。比较两者的前沿，则发现电流超前于电压呈容性，超前的角度则以完整的电流方波波形20为基准周期值与偏移量做比较，可以看出偏移量占低频方波波形20周期的1/4，即360°的1/4，为90°，指示装置6指示容性90°。如果负载8不是纯电容，而是电阻电容并存，则相位差将是大于0°小于90°的角度。由上述分析可看出，高、低频频率相差越大，越便于测量，越趋于精确。当然，因高频信号偏移所产生的误差值，可由补偿电路补偿。
同样道理，当负载8为感性负载时，电流方波的前沿将滞后于电压矩形波的前沿，即电流相位滞后于电压相位，数值亦由偏移量确定。指示装置6将指示感性和相位差角度。
指示装置6可由电动指针式或发光二极管发光条式或液晶显示方法来进行指示，既可以指示出偏移方向，也就是负载性质；又可以指示出偏移量，也就是相位差角度值。我们可标注出一端为容性C端，另一端为感性L端，阻性R居中，并标注刻度便于认读。
通过分析，我们还可以看出：若接收头4反转方向，即接收头线圈反转了方向，则接收到的高低频正弦信号也将反转180°，电流方波是由低频信号整形而来，所以也翻转180°，而电压矩形波信号是由高频信号经过检波整形而来，所以并不反转。这样，比较两波形信号的前沿则可判定接收头4反转了方向。反过来说，若接收头4未反转，而电流方波信号发生了反转，则说明线路7中的双频信号电流流向发生了反转。利用此原理，我们可以判定双频电流的流向，并可加以指示。

Claims (2)

1.一种电路负载性质及其电压电流相位差的测量方法，它包括下列步骤：
(1).设信号发生装置，能产生高、低两种不同频率的信号；
(2).在低频信号波上选取一个固定位置，周期性的叠加一段高频信号；
(3).将此双频叠加信号发送至负载上，产生双频叠加电流；
(4).用电磁感应器件感应接收此双频叠加信号；
(5).取得接收信号中双频叠加的位置，与已知的原发送信号中叠加位置作比较，其偏移量即相位差，偏移方向代表了负载性质；
(6).将低频信号视为电流信号，将高频信号视为电压信号，比较两者的超前与滞后，即可判断负载性质；
(7).由指示装置指示负载性质及相位差。
2.一种使用权利要求1所述方法而专门设计的测量设备，它包括：
(1).将高、低频信号发生装置设于发送器内，产生双频叠加信号；
(2).用带有电磁感应线圈的钳形卡头作为接收头，感应接收线条上的双频叠加信号；
(3).接收头将感应信号送至接收器，由其中的电路分析计算双频叠加位置的偏移方向即负载性质和偏移量即相位差，并由指示装置进行指示。
CN 03153148 2003-08-08 2003-08-08 电路负载性质及其电压电流相位差的测量方法与设备 Expired - Fee Related CN1243249C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 03153148 CN1243249C (zh) 2003-08-08 2003-08-08 电路负载性质及其电压电流相位差的测量方法与设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 03153148 CN1243249C (zh) 2003-08-08 2003-08-08 电路负载性质及其电压电流相位差的测量方法与设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1488948A true CN1488948A (zh) 2004-04-14
CN1243249C CN1243249C (zh) 2006-02-22

Family

ID=34156631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 03153148 Expired - Fee Related CN1243249C (zh) 2003-08-08 2003-08-08 电路负载性质及其电压电流相位差的测量方法与设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1243249C (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104808060A (zh) * 2014-01-26 2015-07-29 南京邮电大学 一种电信号相位差的数字化测量方法
CN108196122A (zh) * 2018-02-24 2018-06-22 深圳世格赛思医疗科技有限公司 一种波形相位识别方法、装置、系统、计算机和存储介质
CN110870192A (zh) * 2016-10-28 2020-03-06 因特莱索有限责任公司 具有控制的负载识别ac电源及方法
CN111044784A (zh) * 2020-01-03 2020-04-21 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种负载阻抗角获取方法及装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104808060A (zh) * 2014-01-26 2015-07-29 南京邮电大学 一种电信号相位差的数字化测量方法
CN104808060B (zh) * 2014-01-26 2017-12-15 南京邮电大学 一种电信号相位差的数字化测量方法
CN110870192A (zh) * 2016-10-28 2020-03-06 因特莱索有限责任公司 具有控制的负载识别ac电源及方法
CN110870192B (zh) * 2016-10-28 2021-11-12 因特莱索有限责任公司 具有控制的负载识别ac电源及方法
CN108196122A (zh) * 2018-02-24 2018-06-22 深圳世格赛思医疗科技有限公司 一种波形相位识别方法、装置、系统、计算机和存储介质
CN108196122B (zh) * 2018-02-24 2023-05-02 深圳世格赛思医疗科技有限公司 一种波形相位识别方法、装置、系统、计算机和存储介质
CN111044784A (zh) * 2020-01-03 2020-04-21 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种负载阻抗角获取方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN1243249C (zh) 2006-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106441378B (zh) 电涡流传感器及其材料档位调节电阻确定方法、测试方法
CN101253390B (zh) 线性旋转感应式位置传感器
CN100495074C (zh) 核磁共振与瞬变电磁联用仪及其方法
CN103064049B (zh) 一种基于相位同步的三维标准磁场发生装置
CN103308817B (zh) 阵列基板线路检测装置及检测方法
US9304107B2 (en) Detection of a metal or magnetic object
CN1651926A (zh) 电力电缆故障的同步磁场定向定位法
CN101034144A (zh) 一种全自动磁电材料磁电性能测量装置及其测量方法
CN101328915A (zh) 调整元件
CN101419254A (zh) 一种特高压输电线路参数测量系统及方法
CN202126492U (zh) 一种数字式磁通仪
CN112461108B (zh) 感应位置传感装置及其方法
CN107202966B (zh) 一种变压器绕组相间漏磁场的测量方法和系统
CN101706526A (zh) 脉宽检测式磁调制直流电流测量方法及装置
CN1243249C (zh) 电路负载性质及其电压电流相位差的测量方法与设备
CN105487123A (zh) 埋地公共设施检测
TWI467167B (zh) 自激振盪電磁耦合量測裝置
CN202837524U (zh) 一种基于相位检测的巨磁阻抗磁传感器
CN107765199B (zh) 磁性元件幅值磁导率和增量磁导率的直流励磁测量方法
CN102928666B (zh) 一种交流电的相位差的数字化测量方法
CN101788611A (zh) 电阻率测量装置及方法
CN209840953U (zh) 一种低温漂的电涡流传感器前置调理装置
CN102087245B (zh) 基于非晶合金的电磁检测传感器
CN1297824C (zh) 一种地下金属管线走向探测方法
CN1087835C (zh) 电网对地电容及其电容电流的测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: TIAN ZHENGUO

Free format text: FORMER OWNER: GENG HUI

Effective date: 20041119

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20041119

Address after: 601, room 139, main building, No. 100071, Fengtai Road, Beijing, Fengtai District

Applicant after: Tian Zhenguo

Address before: 100091, No. 71, building 304, Central Party school, Haidian District, Beijing

Applicant before: Geng Hui

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: TIAN XIUYING

Free format text: FORMER OWNER: TIAN ZHENGUO

Effective date: 20051014

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20051014

Address after: 102600, No. 4, unit 11, 302 floor, east corner, Haizi Town, Huangcun Town, Beijing, Daxing District

Applicant after: Tian Xiuying

Address before: 100070, No. 608, building 1, 8 Li, Xinhua Street, Beijing, Fengtai District

Applicant before: Tian Zhenguo

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: TIAN ZHENGUO

Free format text: FORMER OWNER: TIAN XIURONG

Effective date: 20070309

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20070309

Address after: 100070, No. 608, building 1, 8 Li, Xinhua Street, Beijing, Fengtai District

Patentee after: Tian Zhenguo

Address before: 102600, No. 4, unit 11, 302 floor, east corner, Haizi Town, Huangcun Town, Beijing, Daxing District

Patentee before: Tian Xiurong

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20060222

Termination date: 20180808