非接触式电参数测量系统技术方案

本发明专利技术题为“非接触式电参数测量系统”。本公开提供了系统和方法，所述系统和方法提供绝缘线中的交流(AC)电参数的测量，而不需要所述绝缘线和测试探头之间的电流连接。测量系统或仪器可包括外壳，所述外壳包括非接触式电压传感器和非接触式电流传感器两者。测量系统在测量时间间隔期间从所述电压传感器和所述电流传感器获得测量结果，并处理所述测量结果以确定所述绝缘线的AC电参数。可经由视觉指示装置（例如，显示器、灯）向操作者呈现AC电参数。AC电参数可另外地或另选地经由有线和/或无线通信接口传送到外部装置。测量系统可包括对准反馈传感器，所述对准反馈传感器向用户提供关于所述绝缘线相对于所述电压传感器和所述电流传感器的机械对准的反馈。

【技术实现步骤摘要】
非接触式电参数测量系统
技术介绍
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本公开整体涉及电特性的测量，并且更具体地，涉及电路中电参数的非接触式测量。相关领域的说明电压表是用于测量电路中的电压的仪器。测量不止一种电特性的仪器称为万用表或数字万用表(DMM)，并且用于测量服务、故障排除和维护应用通常所需的许多参数。此类参数通常包括交流(AC)电压和电流、直流(DC)电压和电流以及电阻或通断性。还可以测量其他参数，诸如功率特性、频率、电容和温度，以满足特定应用的要求。对于测量AC电压和/或电流的常规电压表或万用表，需要使至少一个测量电极或探头与导体电流接触，这通常需要切除绝缘电线的一部分绝缘体、断开电路和/或提前提供测量端子。除了需要暴露的线或端子进行电流接触之外，由于被电击或触电的危险，将探头接触到剥离的线或端子的步骤可能相当危险。
技术实现思路
非接触式测量系统可以总结为包括：外壳，该外壳包括前端；电压传感器，该电压传感器被定位成接近外壳的前端，在操作中，该电压传感器感测绝缘线中的电压而不与该绝缘线电流接触；电流传感器，该电流传感器被定位成接近外壳的前端，在操作中，该电流传感器感测绝缘线中的电流而不与该绝缘线电流接触；以及定位在外壳中的至少一个处理器，所述至少一个处理器操作性地耦接到电压传感器和电流传感器，其中在操作中，所述至少一个处理器：在测量时间间隔期间从电压传感器接收由电压传感器获得的电压传感器信号，该电压传感器信号指示绝缘线中的电压；在测量时间间隔期间从电流传感器接收由电流传感器获得的电流传感器信号，该电流传感器信号指示绝缘线中的电流；并且至少部分地基于所接收的电压传感器信号和电流传感器信号来确定至少一个交流(AC)电参数。电流传感器可包括磁场传感器。电压传感器可包括电容分压器型电压传感器、参考信号型电压传感器或多电容器型电压传感器中的一者。电压传感器可包括参考信号型电压传感器，在操作中，该参考信号型电压传感器感测绝缘线中的参考信号而不与绝缘线电流接触，并且其中所述至少一个处理器接收参考信号，并且至少部分地基于所接收的参考信号来确定流过绝缘线的电流的至少一个特性。所述至少一个AC电参数可包括功率、相位、频率、谐波或能量中的至少一者。在操作中，所述至少一个处理器可至少部分地基于所接收的电压传感器信号和电流传感器信号来确定多个AC电参数。非接触式测量系统还可包括操作性地耦接到至少一个处理器的显示器，在操作中，所述至少一个处理器可使显示器呈现所述至少一个AC电参数。在操作中，所述至少一个处理器可使显示器呈现与所述至少一个AC电参数相关联的波形或曲线图中的至少一者。非接触式测量系统还可包括操作性地耦接到所述至少一个处理器的通信接口，在操作中，所述至少一个处理器可经由该通信接口将数据发送到至少一个外部装置，该数据与电压传感器信号、电流传感器信号或所确定的至少一个AC电参数中的至少一者相关联。通信接口可包括无线通信接口，该无线通信接口操作性地将数据无线发送到所述至少一个外部装置。非接触式测量系统还可包括：至少一个外部装置，包括：显示器；通信接口，该通信接口在操作中接收由非接触式测量系统的通信接口发送的数据；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器操作性地耦接到显示器和通信接口，在操作中，所述至少一个处理器：经由通信接口接收来自非接触式测量系统的数据；并且使显示器呈现所述至少一个AC电参数。非接触式测量系统还可包括：对准反馈传感器，该对准反馈传感器操作性地耦接到至少一个处理器并且被定位成接近非接触式测量系统的外壳的前端，在操作中，该对准反馈传感器生成指示绝缘线相对于电压传感器和电流传感器的当前对准的对准反馈传感器信号；以及指示装置，该指示装置操作性地耦接到所述至少一个处理器，其中在操作中，所述至少一个处理器从对准反馈传感器接收对准反馈传感器信号，并使指示装置至少部分地基于所接收的对准反馈传感器信号向非接触式测量系统的用户提供对准指示。指示装置可包括视觉指示装置或听觉指示装置中的至少一者。指示装置可包括显示器或多个灯中的至少一者，并且在操作中，所述至少一个处理器使指示装置向用户提供包括多种颜色的对准指示，所述多种颜色中的每种颜色对应于绝缘线相对于电压传感器和电流传感器的不同水平的对准。在操作中，所述至少一个处理器可使指示装置至少部分地基于所接收的对准反馈传感器信号来提供测量精度的指示。在操作中，所述至少一个处理器可使指示装置至少部分地基于所接收的对准反馈传感器信号来提供接近待测绝缘线的带电电路的指示。一种操作非接触式测量系统以确定绝缘线中的至少一个交流(AC)电参数的方法可以总结为包括：在测量时间间隔期间，经由定位在非接触式测量系统的外壳中的电压传感器感测绝缘线中的电压，而不与该绝缘线电流接触；在测量时间间隔期间，经由定位在非接触式测量系统的外壳中的电流传感器感测绝缘线中的电流，而不与该绝缘线电流接触；以及经由定位在非接触式测量系统的外壳中的至少一个处理器，至少部分地基于所感测的电压和所感测的电流来确定至少一个交流(AC)电参数。感测电压可包括利用电容分压器型电压传感器、参考信号型电压传感器或多电容器型电压传感器中的一者感测电压，并且感测电流可包括利用磁场传感器感测电流。确定至少一个AC电参数可包括至少部分地基于所感测的电压和所感测的电流来确定功率、相位、频率、谐波或能量中的至少一者。操作非接触式测量系统以确定绝缘线中的至少一个交流(AC)电参数的方法还可包括向非接触式测量系统的用户呈现所述至少一个AC电参数的指示。非接触式测量系统可以总结为包括：外壳，该外壳包括前端；电压传感器，该电压传感器被定位成接近该前端，在操作中，该电压传感器在测量时间间隔期间感测绝缘线中的电压而不与该绝缘线电流接触；电流传感器，该电流传感器被定位成接近所述前端，在操作中，该电流传感器在测量时间间隔期间感测绝缘线中的电流而不与该绝缘线电流接触；对准反馈传感器，该对准反馈传感器被定位成接近所述前端；指示装置，该指示装置被定位在所述外壳的表面上；以及定位在所述外壳中的至少一个处理器，所述至少一个处理器通信地耦接到电压传感器、电流传感器、对准反馈传感器和指示装置，其中在操作中，所述至少一个处理器：至少部分地基于所感测的电压和所感测的电流来确定至少一个交流(AC)电参数；从对准反馈传感器接收对准反馈传感器信号，该对准反馈传感器指示绝缘线相对于电压传感器和电流传感器的当前对准；并且使指示装置至少部分地基于所接收的对准反馈传感器信号向非接触式测量系统的用户提供对准指示。附图说明在附图中，相同的附图标记指示相似的元件或动作。附图中的元件的大小和相对位置不一定按比例绘制。例如，各种元件的形状和角度不一定按比例绘制，并且这些元件中的一些元件可能被任意地放大和定位，以提高附图的可读性。此外，绘制的元件的特定形状不一定意图传达关于特定元件的实际形状的任何信息，并且可能仅为了便于在附图中识别而被选择。图1A是根据一个例示的具体实施的环境的示意图，在该环境中操作者可使用包括参考信号型电压传感器的非接触式电压测量系统来测量绝缘线中存在的AC电压，而不需要与该线电流接触。图1B是根据一个例示的具体实施的图1A的非接触式电压测量系统的俯视图，其示出了在绝缘线和非接触式电压测量系统的导电传感器之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式测量系统，包括：外壳，所述外壳包括前端；电压传感器，所述电压传感器被定位成接近所述外壳的所述前端，在操作中，所述电压传感器感测绝缘线中的电压而不与所述绝缘线电流接触；电流传感器，所述电流传感器被定位成接近所述外壳的所述前端，在操作中，所述电流传感器感测所述绝缘线中的电流而不与所述绝缘线电流接触；和定位在所述外壳中的至少一个处理器，所述至少一个处理器操作性地耦接到所述电压传感器和所述电流传感器，其中在操作中，所述至少一个处理器：在测量时间间隔期间从所述电压传感器接收由所述电压传感器获得的电压传感器信号，所述电压传感器信号指示所述绝缘线中的所述电压；在所述测量时间间隔期间从所述电流传感器接收由所述电流传感器获得的电流传感器信号，所述电流传感器信号指示所述绝缘线中的所述电流；并且至少部分地基于所接收的电压传感器信号和电流传感器信号来确定至少一个交流(AC)电参数。

【技术特征摘要】
2016.11.11 US 62/421124;2017.06.16 US 15/6257451.一种非接触式测量系统，包括：外壳，所述外壳包括前端；电压传感器，所述电压传感器被定位成接近所述外壳的所述前端，在操作中，所述电压传感器感测绝缘线中的电压而不与所述绝缘线电流接触；电流传感器，所述电流传感器被定位成接近所述外壳的所述前端，在操作中，所述电流传感器感测所述绝缘线中的电流而不与所述绝缘线电流接触；和定位在所述外壳中的至少一个处理器，所述至少一个处理器操作性地耦接到所述电压传感器和所述电流传感器，其中在操作中，所述至少一个处理器：在测量时间间隔期间从所述电压传感器接收由所述电压传感器获得的电压传感器信号，所述电压传感器信号指示所述绝缘线中的所述电压；在所述测量时间间隔期间从所述电流传感器接收由所述电流传感器获得的电流传感器信号，所述电流传感器信号指示所述绝缘线中的所述电流；并且至少部分地基于所接收的电压传感器信号和电流传感器信号来确定至少一个交流(AC)电参数。2.根据权利要求1所述的非接触式测量系统，其中所述电流传感器包括磁场传感器。3.根据权利要求1所述的非接触式测量系统，其中所述电压传感器包括电容分压器型电压传感器、参考信号型电压传感器或多电容器型电压传感器中的一者。4.根据权利要求1所述的非接触式测量系统，其中所述电压传感器包括参考信号型电压传感器，在操作中，所述参考信号型电压传感器感测所述绝缘线中的参考信号而不与所述绝缘线电流接触；并且其中所述至少一个处理器接收所述参考信号，并且至少部分地基于所接收的参考信号来确定流过所述绝缘线的所述电流的至少一个特性。5.根据权利要求1所述的非接触式测量系统，其中所述至少一个AC电参数包括功率、相位、频率、谐波或能量中的至少一者。6.根据权利要求1所述的非接触式测量系统，其中在操作中，所述至少一个处理器至少部分地基于所接收的电压传感器信号和电流传感器信号来确定多个AC电参数。7.根据权利要求1所述的非接触式测量系统，还包括操作性地耦接到所述至少一个处理器的显示器，在操作中，所述至少一个处理器使所述显示器呈现所述至少一个AC电参数。8.根据权利要求7所述的非接触式测量系统，其中在操作中，所述至少一个处理器使所述显示器呈现与所述至少一个AC电参数相关联的波形或曲线图中的至少一者。9.根据权利要求1所述的非接触式测量系统，还包括操作性地耦接到所述至少一个处理器的通信接口，在操作中，所述至少一个处理器经由所述通信接口将数据发送到至少一个外部装置，所述数据与所述电压传感器信号、所述电流传感器信号或所确定的至少一个AC电参数中的至少一者相关联。10.根据权利要求9所述的非接触式测量系统，其中所述通信接口包括无线通信接口，所述无线通信接口操作性地将所述数据无线发送到所述至少一个外部装置。11.根据权利要求9所述的非接触式测量系统，还包括：至少一个外部装置，包括：显示器；通信接口，所述通信接口在操作中接收由所述非接触式测量系统的所述通信接口发送的所述数据；和至少一个处理器，所述至少一个处理器操作性地耦接到所述显示器和所述通信接口，在操作中，所述至少一个处理器：经由所述通信接口接收来自所述非接触式测量系统的所述数据；并且使所述显示器呈现所述至少一个AC电参数。12.根据权利要求1所述的非接触式测量系统，还包括：对准反馈传感器，所述对准反馈传感器操作性地耦接到所述至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：R施托尔尔，P拉达，R罗德里格斯，DL埃珀森，PS洪特尔，PA林斯鲁德，CN胡贝尔，CK施米策尔，J沃洛内斯，MF加拉万，
申请(专利权)人：弗兰克公司，
类型：发明
国别省市：美国,US