[发明专利]交流电流比值测量方法、系统及数字式交流电流比较仪

说明书

本发明属于交流电测计量技术领域，提供了一种交流电流比值测量方法、系统及数字式交流电流比较仪，首先在小于满量程阈值的交流信号中叠加一个直流信号，进行转换时，使得转换过程中小于满量程阈值的交流信号在整个量程的各处得到转换；然后剔除转换后信号中的直流信号并进行平均滤波处理，得到至少两个处理后的交流信号；最后通过得到的至少两个处理后的交流信号间的比值，计算得到交流电流比值测量结果；在交流信号小于满量程阈值时，通过叠加直流信号，使得小的交流信号仍能在整个量程的各处得到转换，再经过后续的平均滤波处理，使得非线性误差大大减小，提高了测量精度。

技术领域

本发明属于交流电测计量技术领域，尤其涉及一种交流电流比值测量方法、系统及数字式交流电流比较仪。

背景技术

电流比较仪是测量电流比值的电测量仪器，电流比较仪对交流信号测量需要依靠A/D转换器实现。

发明人发现，目前，高精度A/D转换器积分非线性(Integral Nonlinearity，INL)约为满量程的0.5ppm，包括精密A/D驱动器的非线性在内，总的非线性误差大约为满量程的1ppm~2ppm，但仪器的实际精度要比这个指标低很多，原因是仪器不能只在满量程工作，比如当信号低到满量程的1/10时，其相对误差相应增大10倍，对一些高精度应用来讲，无法满足测量精度要求。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种交流电流比值测量方法、系统及数字式交流电流比较仪，本发明在交流信号小于满量程时，通过叠加直流信号，使得小的交流信号仍能在整个量程的各处得到转换，经过后续平均，非线性误差大大减小，提高了测量精度。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供了一种交流电流比值测量方法，包括：

获取至少两个交流信号；

对获取的至少两个交流信号进行转换，得到转换后信号；其中，在小于满量程阈值的交流信号中叠加直流信号，使得小于满量程阈值的交流信号在整个量程的各处得到转换；

剔除转换后信号中的直流信号并进行平均滤波处理，得到至少两个处理后的交流信号；

通过得到的至少两个处理后的交流信号间的比值，计算得到交流电流比值测量结果。

进一步的，所述直流信号在每次测量中保持恒定，每次测量中使用不同的直流信号。

进一步的，经过傅里叶变换剔除转换后信号中的直流信号；通过多次测量进行平均滤波处理，得到至少两个处理后的交流信号；

所述交流信号包括交流电流信号和交流电压信号，通过运算放大器与直流信号叠加在一起。

进一步的，由上一次测量得到的信号的最大值和最小值，确定交流信号的幅度和允许叠加的最大直流信号与最小直流信号；在最大直流信号与最小直流信号之间取一个随机值与交流信号叠加进行本次测量，如果本次测量没有超量程，则进行傅里叶变换剔除直流信号保留交流信号。

进一步的，如果本次测量的信号的最大值或最小值超出量程，则去除直流信号，再进行一次测量，如果仍然超量程则切换到大交流信号量程，然后采用叠加直流信号的方式继续测量。

进一步的，如果本次测量的信号的最大值与最小值之差，即交流信号的幅度出现欠量程，则去除直流信号并切换到小交流信号量程，然后采用叠加直流信号的方式继续测量。

第二方面，本发明还提供了一种数字式交流电流比较仪，包括处理器，以及与所述处理器连接的第一模块和第二模块；

所述第一模块，被配置为：产生直流信号；

所述第二模块，被配置为：对获取的至少两个交流信号进行转换，得到转换后信号；其中，在小于满量程阈值的交流信号中叠加直流信号，使得小于满量程阈值的交流信号在整个量程的各处得到转换；