基于等效性原理建立误差模型的交流电阻分压器校正方法技术

本发明专利技术公开了一种基于等效性原理建立误差模型的交流电阻分压器校正方法，包括：建立所述交流电阻分压器的频率误差等效模型，分压器的误差分别简约表示为式6和式7，按式6和式7计算即可获得Kf和Kt，完成所述交流电阻分压器在全频范围的校准。本发明专利技术准确地提出了精密交流电阻分压器的频率误差模型，在精密交流电阻分压器的设计中控制因各种原因产生的容性误差，采用一点校正方法实现50Hz‑100kHz的连续频谱比差角差修正，研究了屏蔽电位补偿容性误差的方向、量值，提出了分压器重要特征p因子与频率和等效电容量值存在无关性，解决了谐波功率测量的相位修正难题。

Calibration method of AC resistance voltage divider based on equivalent principle

The invention discloses an error model is established based on the principle of equivalent AC resistance divider frequency error correction method, including: an equivalent model of the AC resistance divider, error divider respectively expressed as simple formulae 6 and 7, Kf and Kt in type 6 and type 7 you can complete the calibration of AC resistance divider in the whole frequency range. The present invention accurately presents the frequency error model of precision AC resistance divider, capacitive error caused by various reasons of the control design of divider in precision AC resistance, than the difference of angle error correction by one point correction method to realize 50Hz 100kHz continuous spectrum, the shield potential compensate error the direction and value, puts forward the existing independent voltage divider is an important characteristic of P factor and frequency and equivalent capacitance value, solves the problem of harmonic power measurement phase correction.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于等效性原理建立误差模型的交流电阻分压器校正方法。
技术介绍
交流电阻分压器被广泛应用于各种等级电压测量，由于电阻分压比例的频率特性较电磁式互感器有容易实现的优点，通常在音频或电力谐波测量条件下采用精密的交流电阻分压器，将较高的电压分压为低电压进行测量，并由于谐波功率测量的日益增长需求，精密电阻分压器要求严格控制相移。精密的谐波测量频率范围覆盖工频至60次谐波即3kHz，音频功率测量则高达100kHz，如何减少由于电阻连接、电阻对地和对屏蔽产生的容性泄漏影响，如何建立谐波计量理论及溯源校正方法，已成为电测量工作者的迫切任务。提高电阻分压器精度通常可以采用以下方法：(1)基于等电位屏蔽技术的分压器结构，文献[1]《一种用于工频谐波功率测量的宽频电阻分压器》:该项目采用主辅分压器支路来实现等电位屏蔽，解决了电阻连接对线路板的泄漏和电阻周围的分布电容泄漏。给出溯源测试方法：电阻交流电压比例溯源于直流电压比例，相位误差溯源于双通道数字电压表，这里采用了“step-up”即由低电压至高电压的方法，该项目已用在国家工频谐波标准。存在问题：分压器相位误差随频率升高而增大使谐波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于等效性原理建立误差模型的交流电阻分压器校正方法，包括：建立所述交流电阻分压器的频率误差等效模型：T＝C×(R12+R21)......................(1)K=R2(R1+R2)...(2)]]>ω＝2πf......................(3)其中：T为时间常数；K为电阻分压器分压比；ω为角频率(rad)，f为分压器输入信号频率(Hz)；考虑交流情况下的实际分压比并通过“Δ‑Y”化简后的电阻分压器分压比表示式：K(ω)=ω2×T2×R22+R2+R21×jωTω2×...

【技术特征摘要】
1.一种基于等效性原理建立误差模型的交流电阻分压器校正方法，包括：建立所述交流电阻分压器的频率误差等效模型：T＝C×(R12+R21)......................(1)K=R2(R1+R2)...(2)]]>ω＝2πf......................(3)其中：T为时间常数；K为电阻分压器分压比；ω为角频率(rad)，f为分压器输入信号频率(Hz)；考虑交流情况下的实际分压比并通过“Δ-Y”化简后的电阻分压器分压比表示式：K(ω)=ω2×T2×R22+R2+R21×jωTω2×T2×(R11+R22)+R1+R2+(R12+R21)×jωT...(4)]]>经严格数学公式推导，在K(ω)表达式中存在隐含的重要判断因子p：p＝R21×R11-R22×R12.............(5)进一步代入分压器的电阻、等效电容等参数仿真计算：当p＝0时，无论是频率与等效电容如何变化，分压器的比例误差和角差为零；当p<0时，分压器的比例误差为正且绝对值随频率升高呈ω2关系变大；角差为负且绝对值随频率升高呈ω关系变大；当p>0时，分压器的比例误差为负且绝对值随频率升高呈ω2关系变大；角差为正且绝对值随频率升高呈ω关系变大；公式推导：令a＝T2×R22，b＝T×R21，c＝T2×(R11+R22)，d＝T×(R21+R22)，则：K(ω)=ω2×a+R2+jωbω2×c+R1+R2+jωd=(ω2a+R2)×(ω2c+R1+R2)+ω2bd+j(ωb(ω2c+R1+R2)-(ω2a+R2)×ωd)(ω2c+R1+R2)2+ω2d2]]>因为上式中的虚部数值很小，对比差计算可忽略，分压器比差fc表示式：fc=Re(K(ω))-KK=(R1+R2)×((ω2a+R2)×(ω2c+R1+R2)+ω2bd)-R2×((ω2c+R1+R2)2+ω...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹至刚，李波，王磊，刘清蝉，黄洪涛，贺艳平，曹敏，
申请(专利权)人：广州市格宁电气有限公司，云南电网有限责任公司电力科学研究院，中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44