[实用新型]一种高精度宽频带宽量程电流‑电压转换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电流-电压转换领域，尤其涉及一种高精度宽频带宽量程电流-电压转换装置。

背景技术

电力系统中，功率计量装置、继电保护装置、仪器仪表及自动化系统中经常需要将电流源信号线性的转换为电压源信号。而在宽频交流量测量过程中,由于频率变化以及分布参数、器件的交流参数和温度特性影响,很难保证电流-电压转换的高精度和长期稳定性。特别在对小电流进行低阻抗测量时,更是带来非常大的误差。而实际工作中的交流电流范围很宽，存在谐波，且测量仪器能够保证的精度输入范围很有限。

实验室常用的交流/直流溯源方法主要是利用电流比较仪技术和交流电压溯源技术,这些方法处理步骤多，电路复杂,误差源多。而且在进行谐波测量时，随着频率的升高比差和角差将会越来越大，使得后续的信号处理、计量、研究等工作造成误差。

实用新型内容

本实用新型提供一种高精度宽频带宽量程电流-电压转换装置，以解决现有技术中电流-电压转换精度低的技术问题。

本实用新型提供一种高精度宽频带宽量程电流-电压转换装置，所述装置包括电流输入档位切换继电器阵列、大电流双级电流互感器、二次电流选择继电器阵列、I/U变换器以及档位切换控制器，其中，

所述电流输入档位切换继电器阵列用于根据接收到的交流宽频电流的大小切换继电器阵列切换所述大电流双级电流互感器工作档位，所述交流宽频电流为5mA-100A；

所述大电流双级电流互感器用于将所述交流宽频电流转换为交流小电流并将所述交流小电流输出至所述二次电流选择继电器阵列，所述交流小电流为80mA或8mA；

所述二次电流选择继电器阵列用于根据所述大电流双级电流互感器输出的交流小电流切换所述I/U变换器工作档位；

所述I/U变换器用于将所述大电流双级电流互感器输出的交流小电流转为交流电压并将所述交流电压输出；

所述档位切换控制器用于根据所述交流宽频电流的电流等级和所述交流小电流的电流等级控制所述电流输入档位切换继电器阵列和所述二次电流选择继电器阵列。

优选的，所述大电流双级电流互感器包括第一级互感器和第二级电流互感器，其中，第二级电流互感器将所述第一级互感器的励磁安匝作为第二级互感器的一次安匝，所述第二级互感器的二次安匝为励磁安匝为其中，为一次电流，N₁为一次侧线圈匝数，为补偿电流，N_B补偿线圈匝数，为二次侧总电流。

优选的，所述I/U变换器包括小电流双级电流互感器、主回路电路、检测绕组回路电路以及加法运算放大器，其中，

所述小电流双级电流互感器用于将二次绕组的主回路电流和检测绕组回路电流分别输入至所述主回路电路和检测绕组回路电路；

所述主回路电路用于将所述主回路电流转换为主回路电压，并将所述主回路电压放大后输出至所述加法运算放大器；

所述检测绕组回路电路用于将所述检测绕组回路电流放大后转换为检测绕组回路电压，并将所述检测绕组回路电压放大后输出至所述加法运算放大器；

所述加法运算放大器用于将所述主回路电路和检测绕组回路电路分别输出的电压求电压矢量和，完成电流到电压的转换。

优选的，所述主回路电路包括第一电阻阵列和主回路有源补偿放大电路，其中，所述第一电阻阵列用于将所述主回路电流转换为所述主回路电压；所述主回路有源补偿放大电路用于放大所述主回路电压。

优选的，所述检测绕组回路电路包括电流有源补偿放大回路、第二电阻阵列以及检测回路有源补偿放大电路，其中，所述电流有源补偿放大回路用于放大所述检测绕组回路电流；所述第二电阻阵列用于将所述放大后的检测绕组回路电流转换为检测绕组回路电压；所述检测回路有源补偿放大电路用于放大所述检测绕组回路电压。

优选的，所述主回路有源补偿放大电路、所述电流有源补偿放大回路和检测回路有源补偿放大电路为反向放大器构成的有源补偿电路。

优选的，所述主回路有源补偿放大电路、所述电流有源补偿放大回路和检测回路有源补偿放大电路为正向放大器构成的有源补偿电路。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：