TWI531800B - 非接觸式雙線電源線電壓感測器及其安裝位置變動補償方法 - Google Patents

Description

非接觸式雙線電源線電壓感測器及其安裝位置變動補償方法

本發明係有關於一種雙線電源線電壓感測器，特別是有關於非接觸式雙線電源線電壓感測器，能透過疊代運算程序來補償電壓感測器安裝於雙線電源線時產生的垂直位移與水平位移，以達到隨裝即用的效果。本發明還涉及此電壓感測器的安裝位置變動補償方法。

現今，由於環保意識抬頭，節能省電的觀念也漸漸深入人心。因此，如何量測各種家用電器產品的用電量、電壓及電流等等，以達到節能省電目的已經成為了一個重要的課題。然而，習知技藝之電壓量測裝置卻有著一些缺點仍待改善。

例如，電錶便利貼可直接安裝於各種家用電器產品的電源線上以執行各種家用電器產品的進電量量測，包括電壓、電流還有瓦數，因此，使用者可以很輕易的獲得各種家用電器產品的用電量資訊，以掌握可能產生的用電量，以達到節能省電目的。但是，在使用者手動安裝電錶便利貼於電源線上時，並無法確保每次的安裝位置均相同，故每次安裝的位置均會變動，這會造成量測上產生誤差，使電錶便利貼量測到的不準確的用電量資 訊。

美國專利公告號第8680845號揭露一種非接觸式電流與電壓感測器(Non-contact current and voltage sensor)，其可以直接安裝於各種家用電器產品的電源線上以偵測其電流與電壓，此感測器可以達到隨裝即用的功能。然而，由於其並未提出一個可靠的校正方式來校正安裝時產生的位置變動，因此，使用者每次安裝時量測到的電壓及電流均有誤差。

美國專利公告號第5473244號揭露一種利用非接觸式的感測器來量測電壓及電流的裝置(Apparatus for measuring voltages and currents using non-contacting sensors)，其可利用反饋信號去校正量測到的電流及電壓，以改善其精確度。然而，這種方式仍然會受到感測器安裝位置變動的影響，使其量測到的電流及電壓並不甚精確。

美國專利公開號第20140021965號揭露一種高壓量測系統(High voltage measurement systems)，其利用待測量的電纜線做為量測系統的一部份，並利用溫度補償技術來加強系統量測的準確度。同樣的，由於其並未提出一個可靠的校正方式來校正安裝時產生的位置變動，因此，使用者每次安裝時量測到的電壓及電流均有誤差。

美國專利公開號第20130293218號揭露一種用於非接觸式量測的光學感測器(Optical sensor for non-contact voltage measurement)，其主要利用一個光學感測器來量測能代表電纜線之交流電壓的光訊號，以提高量測的精確度。但其仍然並未提出一個可靠的校正方式來校正安裝時產生的位置變動，因此，使用者每次安裝時量測到的電壓及電流均有誤差。

中華民國專利公開號第201319605號揭露一種近接式電流感測裝置與方法，其可以利用手動校正的方式來校正安裝位置變動所產生的誤差。然而，這種方式雖然可以有效地校正安裝位置變動所產生的誤差，但其僅能 利用手動校正的方式，因此使用上較為不便。

因此，如何提出一種電壓感測器，能夠有效改善習知技藝之電壓感測器無法自動校正安裝位置變動所產生的誤差的情況已成為一個刻不容緩的問題。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種非接觸式雙線電源線電壓感測器及其安裝位置變動補償方法，以解決習知技藝之電壓量測裝置容易因為安裝位置的變動而產生量測上的誤差的問題。

根據本發明之其中一目的，提出一種電壓感測器，此電壓感測器可包含一殼體、二基板、複數個電壓感測單元及一疊代運算單元。殼體之一側可包含二凹槽。基板可分別設置於該些凹槽內，該些基板之間可形成一容置空間。該些電壓感測單元可設置於該些基板上，可用以量測設置於容置空間內之雙線電源線之複數個電壓參數。疊代運算單元可設置於殼體內部，並可與該些電壓感測單元連結，疊代運算單元可根據補償資料庫及該些電壓參數執行疊代運算，以補償電壓感測器安裝時產生的水平位移及垂直位移，並計算雙線電源線之估測輸入電壓。

根據本發明之其中一目的，再提出一種電壓感測器安裝位置變動補償方法，此方法可包含下列步驟：量測雙線電源線之複數個電壓參數；提供複數個補償指標，該些補償指標可補償該電壓感測器安裝時產生的水平位移及垂直位移，該些補償指標可提供在一設定輸入電壓下，事前量測在不同的垂直位移及不同的水平位移下的該些電壓參數的事前量測值；依據垂直位移之一初始值及些電壓參數並根據該些補償指標計算出估測水平位移，再利用初始值與估測水平位移根據該些補償指標計算出雙線電源線之估測輸入電壓，並利用估測水平位移、該些電壓參數及估測輸入電壓根據 該些補償指標計算出估測垂直位移；以及判斷估測輸入電壓是否符合疊代終止條件，若是，則終止疊代運算，若否，則重覆上述步驟進行疊代運算直到估測輸入電壓符合疊代終止條件。

較佳地，電壓感測器更可包含一電路板，可設置於殼體內部，疊代運算單元可設置於電路板上，並透過電路板與該些電壓感測單元連結。

較佳地，該些凹槽可平行設置。

較佳地，殼體更可包含二定位突塊，係可分別設置於各個凹槽之一側，該些基板可分別抵靠各個定位突塊。

較佳地，該些電壓感測單元可包含二第一電極對，各個第一電極對可分別設置於各個基板上，可用以量測雙線電源線之垂直方向電壓。

較佳地，該些電壓感測單元更可包含一第二電極對，第二電極對之各個電極可分別設置於各個基板上，可用以量測雙線電源線之第一水平方向電壓。

較佳地，該些電壓感測單元更可包含第三電極對，該第三電極對之各個電極可分別設置於各個基板上，可用以量測雙線電源線之第二水平方向電壓。

較佳地，該些電壓參數可包含垂直方向電壓、第一水平方向電壓及第二水平方向電壓。

較佳地，水平位移可為該些基板與雙線電源線之間的最短距離。

較佳地，垂直位移可為該些基板之中心與雙線電源線之中央水平截面之間的距離。

較佳地，補償資料庫可包含複數個補償指標，例如水平位移補償指標、垂直位移補償指標及輸入電壓校正指標。

較佳地，水平位移補償指標可提供在設定輸入電壓下，事前量測在不 同的水平位移下，垂直位移、第一水平方向電壓及第二水平方向電壓的事前量測值。

較佳地，輸入電壓校正指標可提供在設定輸入電壓下，事前量測在不同的垂直位移下，水平位移與第一水平方向電壓的事前量測值。

較佳地，垂直位移補償指標可提供在設定輸入電壓下，事前量測在不同的垂直位移下，水平位移及垂直方向電壓的事前量測值。

較佳地，疊代終止條件係為(V_in,n-V_in,n-1)/V_in,n<0.01，其中V_in,n為本次疊代計算之估測輸入電壓，V_in,n-1為前次疊代計算之估測輸入電壓。

較佳地，疊代終止條件可為疊代次數達到一預定次數。

承上所述，依本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器及其安裝位置變動補償方法，其可具有一或多個下述優點：

(1)本發明之一實施例中，電壓感測器可利用疊代演算法來計算最接近雙線電源實際輸入電壓之估測輸入電壓，因此可以有效校正電壓感測器安裝位置變動所產生的誤差。

(2)本發明之一實施例中，電壓感測器可自動校正其安裝位置變動所產生的誤差，不需要使用者手動校正，因此使用上極為方便。

(3)本發明之一實施例利用本發明之一實施例中，電壓感測器可利用疊代演算法並根據一疊代終止條件來計算雙線電源之估測輸入電壓，使估測輸入電壓最接近雙線電源之實際輸入電壓，因此可以有效提升電壓感測器之精確度。

1‧‧‧電壓感測器

10‧‧‧殼體

101‧‧‧凹槽

102‧‧‧定位突塊

11a‧‧‧第一電極

11b‧‧‧第二電極

11c‧‧‧第三電極

12‧‧‧基板

13‧‧‧疊代運算單元

V_l‧‧‧垂直方向電壓

V_m‧‧‧第一水平方向電壓

V_A‧‧‧第二水平方向電壓

2‧‧‧雙線電源線

w‧‧‧垂直位移

g‧‧‧水平位移

d‧‧‧單位位移

S101~S104、S111~S116‧‧‧步驟流程

第1圖 係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之第一示意圖。

第2圖 係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之 第二示意圖。

第3圖 係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之第三示意圖。

第4圖 係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之事前量測方法之示意圖。

第5圖 係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之水平位移補償指標之示意圖。

第6圖 係本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之輸入電壓校正指標之示意圖。

第7圖 係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之垂直位移補償指標之示意圖。

第8圖 係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之未執行安裝位置變動補償方法之錯誤率曲線圖。

第9圖 係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之已執行本發明之安裝位置變動補償方法之錯誤率曲線圖。

第10圖 係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之流程圖。

第11圖 係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之安裝位置變動補償方法之流程圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器及其安裝位置變動補償方法之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖及第2圖，其係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之第一及第二示意圖。如圖所示，電壓感測器1可包含殼體10、二基板12、複數個電壓感測單元及疊代運算單元13。

殼體10之一側可包含二平行設置凹槽101，而二個基板12可分別設置於該些凹槽101內，使該些基板12之間形成一容置空間，此容置空間可用於容置待測之一雙線電源線2。殼體10之一側更可包含二定位突塊102，該些定位突塊102可分別設置於各個凹槽101之一側並分別緊鄰各個凹槽101，該些基板可分別抵靠各個定位突塊102。

該些電壓感測單元可量測設置於容置空間內之雙線電源線2之複數個電壓參數，其可包含二第一電極對、一第二電極對以及一第三電極對。各個第一電極對分別設置於二基板12上，且各個第一電極對由二第一電極11a所組成，用以量測雙線電源線2之垂直方向電壓V_l。第二電極對由二個第二電極11b所組成，且各個第二電極11b分別設置於二基板12上，用以量測雙線電源線2之第一水平方向電壓V_m。第三電極對由二個第三電極11c所組成，且各個第三電極11c分別設置於二基板12上，用以量測雙線電源線2之第二水平方向電壓V_A。

疊代運算單元13可設置於一電路板14上，並容置於殼體10之內部，並可與該些電壓感測單元連結，疊代運算單元13可根據透過事前量測所建立之一補償資料庫及該些電壓參數執行疊代運算，以補償安裝電壓感測器於雙線電源線2上時所產生的水平位移及垂直位移，並計算雙線電源線2 之估測輸入電壓。

如同前述，該些電壓感測單元可量測雙線電源線之複數個電壓參數，包含垂直方向電壓V_l、第一水平方向電壓V_m及第二水平方向電壓V_A。上述之補償資料庫可包含複數個補償指標，例如水平位移補償指標、垂直位移補償指標及輸入電壓校正指標，上述補償資料庫係經由事前量測而建立，即利用提供一己知的輸入電壓輸入雙線電源線，並在各個不同位置(不同垂直位移及不同的水平位移)測出垂直方向電壓V_l、第一水平方向電壓V_m及第二水平方向電壓V_A等電壓參數，因此透過此補償資料庫所提供之水平位移補償指標、垂直位移補償指標及輸入電壓校正指標可得知在一設定的已知電壓下，電壓感測器1安裝時產生的各種安裝位置垂直位移及水平位移下，該些電壓參數的值。

而疊代運算單元13則可執行疊代運算程序。疊代運算單元13可先建立垂直位移之一初始值及量測到的該些電壓參數並根據水平位移補償指標計算出估測水平位移，以進行水平位移的校正。接下來疊代運算單元13可再利用上述初始值與估測水平位移並根據輸入電壓校正指標計算出估測輸入電壓，以進行輸入電壓的校正，此時，疊代運算單元13會判斷估測輸入電壓是否符合疊代終止條件。若是估測輸入電壓符合疊代終止條件，則表示估測輸入電壓已極為接近雙線電源線2之實際輸入電壓，故疊代運算單元13終止運算，並輸出此估測輸入電壓以做為量測結果。

若是估測輸入電壓不符合疊代終止條件，則表示估測輸入電壓並不接近雙線電源線2之實際輸入電壓，疊代運算單元13則可利用估測水平位移、該些電壓參數及估測輸入電壓根據垂直位移補償指標計算出估測垂直位移，以進行垂直位移的校正。接著，疊代運算單元13可利用估測垂直位移取代上述初始值再次計算出估測水平位移，再次進行水平位移的校正， 再利用上述估測垂直位移與估測水平位移並根據輸入電壓校正指標計算出估測輸入電壓，以再次進行輸入電壓的校正。此時，疊代運算單元13會再次判斷估測輸入電壓是否符合疊代終止條件，若否，則重覆上述的疊代步驟直到估測輸入電壓符合疊代終止條件。

由上述可知，藉由疊代運算單元13透過疊代運算程序使估測水平位移、估測輸入電壓及估測垂直位移逐漸逼近電壓感測器1安裝於雙線電源線2的真實的水平位移、輸入電壓及垂直位移，以產生最精確的量測結果。

在本實施例中，該些電壓參數11可包含雙線電源線2之垂直方向電壓V_l、第一水平方向電壓V_m及第二水平方向電壓V_A，而本實施例包含水平位移補償指標、垂直位移補償指標及輸入電壓校正指標，以分別針對水平位移、垂直位移及輸入電壓的誤差做補償。

值得一提的是，由於使用者每次手動安裝電壓感測器於一待測電源線時，電壓感測器的安裝位置均會發生變動，而習知技藝之電壓感測器並無法針對電壓感測器安裝位置變動來進行補償，因此，習知技藝之電壓感測器並無法量測到最精確的電源線輸入電壓。相反的，本發明所提出之非接觸式雙線電源線電壓感測器可針對電壓感測器安裝位置的垂直位移及水平位移來進行補償，因此可以量測到最精確的電源線輸入電壓，以提升電壓感測器的準確度。

請參閱第2圖及第3圖，其係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之第二及第三示意圖。如第2圖所示，電壓感測器1可包含二基板12、複數個電壓感測單元、及疊代運算單元13，當進行雙線電源線2電壓量測時，二基板12分別設置於雙線電源線2的兩側。

複數個電壓感測單元可包含由二第一電極對、一第二電極對以及一第三電極對。各個第一電極對分別設置於二基板12上，且各個第一電極對由 二第一電極11a所組成，用以量測雙線電源線2之垂直方向電壓V_l。第二電極對由二個第二電極11b所組成，且各個第二電極11b分別設置於二基板12上，用以量測雙線電源線2之第一水平方向電壓V_m。第三電極對由二個第三電極11c所組成，且各個第三電極11c分別設置於二基板12上，用以量測雙線電源線2之第二水平方向電壓V_A。

疊代運算單元13可根據透過事前量測所建立之補償資料庫及上述各項電壓參數執行疊代運算。其中，補償資料庫可進一步包含水平位移補償指標、垂直位移補償指標及輸入電壓校正指標。根據第2圖、第3圖的架構及其理論模型可以推得水平位移g、垂直位移w、垂直方向電壓V_l、第一水平方向電壓V_m、第二水平方向電壓V_A及輸入電壓V_in之間的關係式，並分別建立水平位移補償指標、垂直位移補償指標及輸入電壓校正指標，上述之關係式之推導應為本發明所屬之技術領域中具有通常知識者所熟知，故不在此多加贄述。

水平位移補償指標可提供在一設定輸入電壓下，事前量測在不同的水平位移g下，垂直位移w、第一水平方向電壓V_m及第二水平方向電壓V_A的事前量測值。輸入電壓校正指標可提供在一設定輸入電壓下，事前量測在不同的垂直位移w下，水平位移g與第一水平方向電壓V_m的值。垂直位移補償指標可提供在一設定輸入電壓下，事前量測在不同的垂直位移w下，水平位移g及垂直方向電壓V_l的事前量測值。

由第3圖可以看出，本實施例中所定義的垂直方向可為與雙線電源線2之二個電纜線之排列方向垂直之方向，而本實施例中所定義的水平方向可為與二個電纜線之排列方向平行之方向；本實施例中所定義垂直位移w可為基板12之中心與通過雙線電源線2之二個電纜線之中心的水平截面之間的距離，而本實施例中所定義水平位移g可為基板12與雙線電源線2之間 的最短距離。

如第3圖所示，由於使用者在手動安裝電壓感測器1至雙線電源線2時，會由於人為誤差等等因素導致每次安裝時所產生的垂直位移w與水平位移g均不同。為了補償上述的垂直位移w與水平位移g所造成的量測誤差，疊代運算單元13可依據垂直位移w之一初始值及量測到的第一水平方向電壓V_m及第二水平方向電壓V_A並根據水平位移補償指標計算出估測水平位移g，再用上述之初始值、估測水平位移g及量測到第一水平方向電壓V_m並根據輸入電壓校正指標計算出估測輸入電壓V_in，若估測輸入電壓V_in符合疊代終止條件，則終止疊代運算程序，並輸出做為估測輸入電壓V_in量測值。若估測輸入電壓V_in不符合疊代終止條件，則用估測水平位移g、估測輸入電壓V_in及垂直方向電壓V_l根據垂直位移補償指標計算估測垂直位移w，並再次利用水平位移補償指標計算出估測水平位移g。

由此可知，以上述疊代的方式重覆估測水平位移g、輸入電壓V_in及垂直位移w的值，每一次的疊代計算都可使水平位移g、輸入電壓V_in及垂直位移w更為接近實際的值，透過重覆上述步驟估測使輸入電壓V_in符合疊代終止條件，即可使估測出來的輸入電壓V_in最接近實際的值，使量測更為精確。

例如，在一次的測量中，疊代運算程序之疊代終止條件可為(V_in,n-V_in,n-1)/V_in,n<0.01，若未達上述條件但疊代次數已達到一預定次數，疊代運算程序也會自行終止，例如：疊代次數已達20次，其中V_in,n為本次疊代計算之估測輸入電壓V_in，V_in,n-1為前次疊代計算之估測輸入電壓V_in。請參閱第4圖，其係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之事前量測方法之示意圖。第4圖表示本實施例在建立水平位移補償指標、垂直位移補償指標及輸入電壓校正指標所使用的事前量測方法。

水平位移補償指標可表示為g=f₁(V_m/V_A,W)，其可表示水平位移g、垂直位移w、第一水平方向電壓V_m及第二水平方向電壓V_A之間的相互關係。如圖所示，在本實施例中，為了建立水平位移補償指標，可透過事前量測，量測在多個設定的垂直位移w下(w=0,2,4,6....)，在不同的水平位移g所量測到的第一水平方向電壓V_m及第二水平方向電壓V_A之比值(V_m/V_A)，並建立一曲線圖，以做為水平位移補償指標，移動的方向如圖中箭頭所示，其中，各個虛線的交點即為量測點，而X軸及Y軸的單位位移d均為0.1mm。本實施例所建立的水平位移補償指標如第5圖所示。

輸入電壓校正指標則可以利用電壓校正因子V_in/V_m=Gain=f₂(V_m/V_A,g)來建立，其可以表示水平位移g、輸入電壓V_in、第一水平方向電壓V_m及第二水平方向電壓V_A之間的相互關係。如圖所示，在本實施例中，為了建立輸入電壓校正指標，可透過事前量測，量測在多個設定的水平位移g下(g=0,2,4,6.....)，在不同的垂直位移w下，雙線電源線預設的輸入電壓V_in(110V)與所量測到的第一水平方向電壓V_m之比值(V_in/V_m)，同樣的，每一個量測點與任一鄰近量測點之間的水平距離與垂直距離均為0.1mm。本實施例所建立的輸入電壓校正指標如第6圖所示。

垂直位移補償指標可表示為w=f₃(g,V_l/V_in)，其可表示水平位移g、垂直位移w、垂直方向電壓V_l及輸入電壓V_in之間的相互關係。如圖所示，在本實施例中，為了建立垂直位移補償指標，可透過事前量測在多個設定的水平位移g下(g=0,2,4,6....)，在不同的垂直位移w所量測到的垂直方向電壓V_l與雙線電源線預設的輸入電壓V_in(110V)之比值(V_m/V_A)，並建立一曲線圖，以做為垂直位移補償指標，移動的方向如圖中箭頭所示，同樣的，每一個量測點與任一鄰近量測點之間的水平距離與垂直距離均為0.1mm。 本實施例所建立的垂直位移補償指標如第7圖所示。當然，上述僅為舉例， 本發明之水平位移補償指標、垂直位移補償指標及輸入電壓校正指標還可以是其它的形式，或用其它方式建立，本發明並不以此為限。

如第2圖所示，當使用者欲使用電壓感測器1量測雙線電源線2之電壓時，疊代運算單元13可利用垂直位移w之初始值w₁(w₁=0)、量測到的第一水平方向電壓V_m及第二水平方向電壓V_A根據補償單元之水平位移補償指標計算出估測水平位移g₁。接者，疊代運算單元13估測水平位移g₁、垂直位移w之初始值w₁及第一水平方向電壓V_m根據輸入電壓校正指標計算出估測輸入電壓V_in,1，此時，疊代運算單元13會判斷估測輸入電壓V_in,1是否符合疊代終止條件(V_in,n-V_in,n-1)/V_in,n<0.01。若是，則疊代運算單元13輸出此估測輸入電壓V_in,1以做為量測值；若否，疊代運算單元13則利用估測水平位移g₁、估測輸入電壓V_in,1及第一水平方向電壓V_m根據移補償單元之垂直位移補償指標計算出估測垂直位移w₂，並根據估測垂直位移w₂再次透過水平位移補償指標計算出估測水平位移g₂。同樣的，疊代運算單元13估測水平位移g₂、估測垂直位移w₂及第一水平方向電壓V_m根據輸入電壓校正指標計算出估測輸入電壓V_in,2，並判斷估測輸入電壓V_in,1是否符合疊代終止條件(V_in,n-V_in,n-1)/V_in,n<0.01。若是，則疊代運算單元13輸出此估測輸入電壓V_in,2以做為量測值。若否，疊代運算單元13則利用估測水平位移g₂、估測輸入電壓V_in,2及第一水平方向電壓V_m根據移補償單元之垂直位移補償指標計算出估測垂直位移w₃，並重覆上述步驟直到滿足疊代終止條件(V_in,n-V_in,n-1)/V_in,n<0.01。當估測輸入電壓V_in,n滿足疊代終止條件時，表示估測水平位移g_n、估測垂直位移w_n及估測輸入電壓V_in,n已經相當接近電壓感測器1安裝時產生的實際垂直位移、水平位移以及雙線電源線2之實際輸入電壓，此時電壓感測器1即可輸出估測輸入電壓V_in,n做為量測值。

如第3圖所示，由於使用者每次手動安裝電壓感測器1於待測電源線2 時，電壓感測器1的垂直位移w與水平位移g未必相同，而在本實施例中，可以利用上述的方式重覆的疊代計算。在每一次的疊代計算出來的估測水平位移g、估測垂直位移w及估測輸入電壓V_in都會更為逼近電壓感測器1安裝時實際產生的水平位移、垂直位移以及雙線電源線2的實際輸出電壓。因此可以本實施例中的電壓感測器1可以有效地補償電壓感測器1安裝位置的變動，使其精確度大為提升。

請參閱第8圖及第9圖，其係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之未執行安裝位置變動補償方法之錯誤率曲線圖及已執行安裝位置變動補償方法之錯誤率曲線圖。如圖所示，在執行本發明之安裝位置變動補償方法之後，錯誤率能得到很大的改善，因此本發明之安裝位置變動補償方法確實能夠有效地校正使用者安裝電壓感測器時所產生的安裝位置變動，使電壓感測器量測到的值更為接近雙線電源線實際的輸入電壓，其中X軸與Y軸之單位位移均為0.1mm。

值得一題的是，習知技藝之電壓感測器無法提供方便有效的調校功能以補償電壓感測器安裝位置變動所導致的量測誤差。然而，本發明實施例中的電壓感測器不但補償電壓感測器安裝位置變動所導致的量測誤差，更可以利用量測到的電壓參數去自動進行疊代運算，不需要手動操作即可以使量測值更為精確，有效改善了習知技藝之缺失，故實具進步性之專利要件。

請參閱第10圖，係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之第一實施例之流程圖。本實施例包含下列步驟：

S101：提供垂直位移之初始值。

S102：根據估測垂直位移(或初始值)及水平位移補償指標計算出估測水平位移。

S103：根據估測水平位移及輸入電壓校正指標計算出估測輸入電壓。

S104：判斷估測輸入電壓是否符合疊代終止條件？若是，則進入步驟S1041；若否，則進入步驟S1042。

S1041：輸出估測輸入電壓做量測結果。

S1042：利用估測水平位移、估測輸入電壓根據垂直位移補償指標計算出估測垂直位移，並回到步驟S102。

儘管前述在說明本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器的過程中，亦已同時說明本發明之及安裝位置變動補償方法的概念，但為求清楚起見，以下仍然列出本發明之安裝位置變動補償方法之流程。

請參閱第11圖，係為本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之安裝位置變動補償方法之流程圖，此方法係由電壓感測器執行以補償其安裝於雙線電源線時產生的水平位移及垂直位移，以精確地量測雙線電源線之輸入電壓。

本方法可包含下列步驟：

在步驟S111中，量測雙線電源線之複數個電壓參數。

在步驟S112中，提供複數個補償指標，該些補償指標係提供在設定輸入電壓下，事前量測在不同的垂直位移及不同的水平位移下的該些電壓參數的事前量測值。

在步驟S113中，依據垂直位移之初始值及該些電壓參數並根據該些補償指標計算出估測水平位移。

在步驟S114中，利用初始值與估測水平位移根據該些補償指標計算出雙線電源線之估測輸入電壓。

在步驟S115中，判斷估測輸入電壓是否符合疊代終止條件，若是，則終止疊代運算，若否，則利用估測水平位移、該些電壓參數及估測輸入電 壓根據該些補償指標計算出估測垂直位移。

在步驟S116中，重覆步驟S113~S115，直到估測輸入電壓符合疊代終止條件時，輸出估測輸入電壓以做為量測值。

本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器之安裝位置變動補償方法的詳細說明以及實施方式已經於前面敘述本發明之非接觸式雙線電源線電壓感測器時描述過，在此為了簡略說明便不再重覆敘述。

綜上所述，本發明之一實施例中提出電壓感測器可利用疊代演算法來計算最接近雙線電源實際輸入電壓之估測輸入電壓，故可以有效校正電壓感測器安裝位置變動所產生的誤差，因此可以達到隨裝即用的功能。又，本發明之一實施例提出電壓感測器可自動計算並校正使用者安裝時之安裝位置變動所造成的誤差，不需要使用者自行手動校正，因此使用上更為方便。本發明之一實施例中提出利用疊代演算法並根據疊代終止條件來計算雙線電源之估測輸入電壓，使估測輸入電壓能更逼近雙線電源之實際輸入電壓，因此可以加強提升電壓感測器之精確度，使電壓感測器量測到的量測值更精確。

可見本發明在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。其它任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應該包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧電壓感測器

10‧‧‧殼體

101‧‧‧凹槽

102‧‧‧定位突塊

11a‧‧‧第一電極

11b‧‧‧第二電極

12‧‧‧基板

Claims (16)

1. 一種電壓感測器，係包含：一殼體，該殼體之一側係包含二凹槽；二基板，係分別設置於該些凹槽內，該些基板之間形成一容置空間；複數個電壓感測單元，係設置於該些基板上，用以量測設置於該容置空間內之一雙線電源線之複數個電壓參數；以及一疊代運算單元，係設置於該殼體內部，並與該些電壓感測單元連結，該疊代運算單元根據一補償資料庫及該些電壓參數執行疊代運算，以補償該需壓感測器安裝時產生的一水平位移及一垂直位移，並計算該雙線電源線之一估測輸入電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電壓感測器，其中更包含一電路板，係設置於該殼體內部，該疊代運算單元係設置於該電路板上，並透過該電路板與該些電壓感測單元連結。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電壓感測器，其中該些凹槽係平行設置。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電壓感測器，其中該殼體更包含二定位突塊，係分別設置於各個該凹槽之一側，該些基板分別抵靠各個該定位突塊。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電壓感測器，其中該些電壓感測單元係包含二第一電極對，各個該第一電極對係分別設置於各個該基板上，用以量測該雙線電源線之垂直方向電壓。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電壓感測器，其中該些電壓感測單元更包含一第二電極對，該第二電極對之各個電極係分別設置於各個該基板上，用以量測該雙線電源線之第一水平方向電壓。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電壓感測器，其中該些電壓感測單元更 包含第三電極對，該第三電極對之各個電極係分別設置於各個該基板上，用以量測該雙線電源線之第二水平方向電壓。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電壓感測器，其中該水平位移係為該些基板與該雙線電源線之間的最短距離。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電壓感測器，其中該垂直位移係為該些基板之中心與該雙線電源線之中央水平截面之間的距離。
10. 一種電壓感測器安裝位置變動補償方法，係包含下列步驟：量測一雙線電源線之複數個電壓參數；提供複數個補償指標，係補償該電壓感測器安裝時產生的一水平位移及一垂直位移，該些補償指標係提供在一設定輸入電壓下，事前量測在不同的該垂直位移及不同的該水平位移下的該些電壓參數的事前量測值；依據該垂直位移之一初始值及該些電壓參數並根據該些補償指標計算出一估測水平位移，再利用該初始值與該估測水平位移根據該些補償指標計算出該雙線電源線之一估測輸入電壓，並利用該估測水平位移、該些電壓參數及該估測輸入電壓根據該些補償指標計算出一估測垂直位移；以及判斷該估測輸入電壓是否符合一疊代終止條件，若是；則終止疊代運算，若否，則重覆上述步驟進行疊代運算直到該估測輸入電壓符合該疊代終止條件。
11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中更包含下列步驟：透過該些電壓參數提供一垂直方向電壓、一第一水平方向電壓及一第二水平方向電壓。
12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中更包含下列步驟： 透過該些補償指標提供一水平位移補償指標、一垂直位移補償指標及一輸入電壓校正指標。
13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其中更包含下列步驟：透過該水平位移補償指標提供在該設定輸入電壓下，事前量測在不同的該水平位移下，該垂直位移、該第一水平方向電壓及及第二水平方向電壓的事前量測值。
14. 如申請專利範圍第13項所述之方法，其中更包含下列步驟：透過該輸入電壓校正指標係提供在該設定輸入電壓下，事前量測在不同的該垂直位移下，該水平位移與該第一水平方向電壓的事前量測值。
15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中更包含下列步驟：透過該垂直位移補償指標提供在該設定輸入電壓下，事前量測在不同的該垂直位移下，該水平位移及第二水平方向電壓的事前量測值。
16. 如申請專利範圍第10項所述之方法，更包含下列步驟：當疊代次數達到一預定次數時終止疊代運算。