一种用于对三维电场测量装置进行三维校准的方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于对三维电场测量装置进行三维校准的方法及及系统，将待校准的三维电场测量装置分别以第一状态和第二状态置于平行极板合成电场校准装置中，并加载单位电压，以分别获取所述三维电场测量装置的场强测量方向值和场强测量总值；分别计算所述三维电场测量装置在第一状态下和第二状态下的场强理论方向值和场强理论总值；根据上述场强测量方向值、场强测量总值、场强理论方向值和场强理论总值确定三个方向的耦合系数。本发明专利技术能够在不新增电场发生装置的条件下，实现三维电场测量装置的三个维度的同时校准，同时获得了三个维度间的耦合系数，提高了校准效率，解决了三个维度间的耦合解耦校准问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于对三维电场测量装置进行三维校准的方法及系统
本专利技术涉及电磁测量及校准
，并且更具体地，涉及一种用于对三维电场测量装置进行三维校准的方法及系统。
技术介绍
现有的合成电场校准装置都是基于采用大平行极板构成，通常情况下是把待校准的传感器至于均匀场中，让电场方向垂直于传感器，这样就可以对传感器进行单维的校准。如果需要进行三维传感器的校准，就需要对传感器进行3个方向的旋转后逐一进行校准。这种校准方式虽然可以对测量装置的3个维度都进行独立校准，但是不能给出三维度之间的耦合关系，对传感器的应用范围存在一定的限制。因此，如何基于现有的大平行极板合成电场校准装置，来对三维电场测量装置同时进行3个维度的校准，是急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种用于对三维电场测量装置进行三维校准的方法及系统，以解决如何对三位电场测量装置进行三维校准的问题。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于对三维电场测量装置进行三维校准的方法，所述三维电场测量装置为立方体结构，任一个顶点所在的三个面分别为用于测量x、y和z三个方向场强的X面、Y面和Z面；所述方法包括：将待校准的三维电场测量装置以第一状态置于平行极板合成电场校准装置中，并在所述平行极板合成电场校准装置中加载单位电压，以分别获取所述三维电场测量装置测量的x、y和z三个方向的第一场强测量方向值和第一场强测量总值；其中，所述第一状态为：设置X面、Y面和Z面中的两个面均与平行极板成第一预设角度，剩余的一个面与所述平行极板成第二预设角度；计算所述三维电场测量装置在第一状态下x、y和z三个方向的第一场强理论方向值和第一场强理论总值；将所述三维电场测量装置以第二状态置于平行极板合成电场校准装置中，并在所述平行极板合成电场校准装置中加载单位电压，以分别获取所述三维电场测量装置测量的x、y和z三个方向的第二场强测量方向值和第二场强测量总值；其中，所述第二状态为：设置X面、Y面和Z面中另外的两个面均与平行极板成第一预设角度，剩余的一个面与所述平行极板成第二预设角度；计算所述三维电场测量装置在第二状态下x、y和z三个方向的第二场强理论方向值和第二场强理论总值；根据x、y和z三个方向的第一场强测量方向值、第一场强理论方向值、第二场强测量方向值、第二场强理论方向值、第一场强测量总值、第一场强理论总值、第二场强测量总值和第二场强理论总值，确定三个方向的耦合系数。优选地，其中所述第一预设角度为45°；所述第二预设角度为90°。优选地，其中所述根据x、y和z三个方向的第一场强测量方向值、第一场强理论方向值、第二场强测量方向值、第二场强理论方向值、第一场强测量总值、第一场强理论总值、第二场强测量总值和第二场强理论总值，确定三个方向的耦合系数，包括：其中，α为耦合系数；i＝1时，Exi实测、Eyi实测和Ezi实测分别为x、y和z三个方向的第一场强测量方向值，Ealli实测为第一场强测量总值；Exi理论、Eyi理论和Ezi理论分别为x、y和z三个方向的第一场强理论方向值，Ealli理论为第一场强理论总值；i＝2时，Exi实测、Eyi实测和Ezi实测分别为x、y和z三个方向的第二场强测量方向值，Ealli实测为第二场强测量总值；Exi理论、Eyi理论和Ezi理论分别为x、y和z三个方向的第二场强理论方向值，Ealli理论为第二场强理论总值。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种用于对三维电场测量装置进行三维校准的系统，所述三维电场测量装置为立方体结构，任一个顶点所在的三个面分别为用于测量x、y和z三个方向场强的X面、Y面和Z面；所述系统包括：第一场强测量值获取模块，用于将待校准的三维电场测量装置以第一状态置于平行极板合成电场校准装置中，并在所述平行极板合成电场校准装置中加载单位电压，以分别获取所述三维电场测量装置测量的x、y和z三个方向的第一场强测量方向值和第一场强测量总值；其中，所述第一状态为：设置X面、Y面和Z面中的两个面均与平行极板成第一预设角度，剩余的一个面与所述平行极板成第二预设角度；第一场强理论值计算模块，用于计算所述三维电场测量装置在第一状态下x、y和z三个方向的第一场强理论方向值和第一场强理论总值；第二场强测量值获取模块，用于将所述三维电场测量装置以第二状态置于平行极板合成电场校准装置中，并在所述平行极板合成电场校准装置中加载单位电压，以分别获取所述三维电场测量装置测量的x、y和z三个方向的第二场强测量方向值和第二场强测量总值；其中，所述第二状态为：设置X面、Y面和Z面中另外的两个面均与平行极板成第一预设角度，剩余的一个面与所述平行极板成第二预设角度；第二场强理论值计算模块，用于计算所述三维电场测量装置在第二状态下x、y和z三个方向的第二场强理论方向值和第二场强理论总值；耦合系数确定模块，用于根据x、y和z三个方向的第一场强测量方向值、第一场强理论方向值、第二场强测量方向值、第二场强理论方向值、第一场强测量总值、第一场强理论总值、第二场强测量总值和第二场强理论总值，确定三个方向的耦合系数。优选地，其中所述第一预设角度为45°；所述第二预设角度为90°。优选地，其中所述耦合系数确定模块，具体用于：其中，α为耦合系数；i＝1时，Exi实测、Eyi实测和Ezi实测分别为x、y和z三个方向的第一场强测量方向值，Ealli实测为第一场强测量总值；Exi理论、Eyi理论和Ezi理论分别为x、y和z三个方向的第一场强理论方向值，Ealli理论为第一场强理论总值；i＝2时，Exi实测、Eyi实测和Ezi实测分别为x、y和z三个方向的第二场强测量方向值，Ealli实测为第二场强测量总值；Exi理论、Eyi理论和Ezi理论分别为x、y和z三个方向的第二场强理论方向值，Ealli理论为第二场强理论总值。本专利技术提供了一种用于对三维电场测量装置进行三维校准的方法及系统，基于现有的大平行极板合成电场校准装置，利用改变传感器放置角度的思路，能够在不新增电场发生装置的条件下，实现三维电场测量装置的三个维度同时校准，同时获得了三个维度间的耦合系数；与现有技术相比，本专利技术仅通过改变三维电场测量装置的位置即可同时对三个维度进行校准，提高了校准效率，同时解决了三个维度间的耦合解耦校准问题。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为根据本专利技术实施方式的用于对三维电场测量装置进行三维校准的方法100的流程图；图2为根据本专利技术实施方式的三维电场测量装置在第一状态下的示意图；图3为根据本专利技术实施方式的三维电场测量装置在第二状态下的示意图；图4为根据本专利技术实施方式的用于对三维电场测量装置进行三维校准的系统400的结构示意图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对三维电场测量装置进行三维校准的方法，其特征在于，所述三维电场测量装置为立方体结构，任一个顶点所在的三个面分别为用于测量x、y和z三个方向场强的X面、Y面和Z面；所述方法包括：/n将待校准的三维电场测量装置以第一状态置于平行极板合成电场校准装置中，并在所述平行极板合成电场校准装置中加载单位电压，以分别获取所述三维电场测量装置测量的x、y和z三个方向的第一场强测量方向值和第一场强测量总值；其中，所述第一状态为：设置X面、Y面和Z面中的两个面均与平行极板成第一预设角度，剩余的一个面与所述平行极板成第二预设角度；/n计算所述三维电场测量装置在第一状态下x、y和z三个方向的第一场强理论方向值和第一场强理论总值；/n将所述三维电场测量装置以第二状态置于平行极板合成电场校准装置中，并在所述平行极板合成电场校准装置中加载单位电压，以分别获取所述三维电场测量装置测量的x、y和z三个方向的第二场强测量方向值和第二场强测量总值；其中，所述第二状态为：设置X面、Y面和Z面中另外的两个面均与平行极板成第一预设角度，剩余的一个面与所述平行极板成第二预设角度；/n计算所述三维电场测量装置在第二状态下x、y和z三个方向的第二场强理论方向值和第二场强理论总值；/n根据x、y和z三个方向的第一场强测量方向值、第一场强理论方向值、第二场强测量方向值、第二场强理论方向值、第一场强测量总值、第一场强理论总值、第二场强测量总值和第二场强理论总值，确定三个方向的耦合系数。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于对三维电场测量装置进行三维校准的方法，其特征在于，所述三维电场测量装置为立方体结构，任一个顶点所在的三个面分别为用于测量x、y和z三个方向场强的X面、Y面和Z面；所述方法包括：
将待校准的三维电场测量装置以第一状态置于平行极板合成电场校准装置中，并在所述平行极板合成电场校准装置中加载单位电压，以分别获取所述三维电场测量装置测量的x、y和z三个方向的第一场强测量方向值和第一场强测量总值；其中，所述第一状态为：设置X面、Y面和Z面中的两个面均与平行极板成第一预设角度，剩余的一个面与所述平行极板成第二预设角度；
计算所述三维电场测量装置在第一状态下x、y和z三个方向的第一场强理论方向值和第一场强理论总值；
将所述三维电场测量装置以第二状态置于平行极板合成电场校准装置中，并在所述平行极板合成电场校准装置中加载单位电压，以分别获取所述三维电场测量装置测量的x、y和z三个方向的第二场强测量方向值和第二场强测量总值；其中，所述第二状态为：设置X面、Y面和Z面中另外的两个面均与平行极板成第一预设角度，剩余的一个面与所述平行极板成第二预设角度；
计算所述三维电场测量装置在第二状态下x、y和z三个方向的第二场强理论方向值和第二场强理论总值；
根据x、y和z三个方向的第一场强测量方向值、第一场强理论方向值、第二场强测量方向值、第二场强理论方向值、第一场强测量总值、第一场强理论总值、第二场强测量总值和第二场强理论总值，确定三个方向的耦合系数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一预设角度为45°；所述第二预设角度为90°。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据x、y和z三个方向的第一场强测量方向值、第一场强理论方向值、第二场强测量方向值、第二场强理论方向值、第一场强测量总值、第一场强理论总值、第二场强测量总值和第二场强理论总值，确定三个方向的耦合系数，包括：



其中，α为耦合系数；i＝1时，Exi实测、Eyi实测和Ezi实测分别为x、y和z三个方向的第一场强测量方向值，Ealli实测为第一场强测量总值；Exi理论、Eyi理论和Ezi理论分别为x、y和z三个方向的第一场强理论方向值，Ealli理论为第一场强理论总值；i＝2时，Exi实测、Eyi实测和Ezi实测分别为x、y和z三个方向的第二场强测量方向值，Ealli实测为第二场强测量总值；Exi理论、Eyi理论和Ezi理论分别为x、y和z三个方向的第二场强理论方向值，Ealli理论为第二场强...

【专利技术属性】
技术研发人员：干喆渊，张建功，张业茂，谢辉春，张磊，张用，王延召，赵军，路遥，周兵，倪园，李妮，刘震寰，胡静竹，刘兴发，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网山东省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11