一种用于直流互感器校验仪校准的标准误差装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于直流互感器校验仪校准的标准误差装置，包括：第一运算放大器单元用于实现阻抗匹配；第二级运算放大器单元用于进行电压比例转换，实现电压匹配；第三级运算放大器单元用于对电压比例系数进行微调；输入的模拟电压信号依次经过第一级运算放大器单元、第二级运算放大器单元和第三级运算放大器单元实现电压微调后输出；基于有源运放的多级串联比例技术，通过有源运放的电压比例电路和三级十进制结构的精密串联电阻网络结合，实现可微调的高准确度高稳定度的电压比例输出，能够输出

【技术实现步骤摘要】
一种用于直流互感器校验仪校准的标准误差装置


[0001]本技术涉及互感器校验
，并且更具体地，涉及一种用于直流互感器校验仪校准的标准误差装置。

技术介绍

[0002]随着国内直流输电工程的快速发展及直流换流站属地化运维管理的实现，作为直流互感器校准测试的重要设备，直流互感器校验仪也得到了大量应用，然后直流互感器校验仪的校准检测的问题也愈加凸显。在直流互感器校验仪的校准中，标准误差及标准数字协议报文的实现是需要解决的两大关键问题。目前国内外主要针对交流领域的互感器校验仪的校准技术研究开展研究，对直流互感器校验仪校准技术及设备方面的研究则较少。
[0003]一种用于对直流互感器校验仪进行整检的方法及系统(201811277781.3)提出一种直流互感器校验仪的校准方案，采用模拟微差叠加单元在输入信号上叠加
±
0.01％
‑±
1％可调的模拟标准误差。中国电力科学研究院申请的技术专利
‑
一种基于数字源的电子式互感器校验仪校验装置及方法(专利号：ZL201210436816.X)采用基于数学方法生成标准IEC61850数据帧的标准数字源来实现电子式互感器校验仪的数字量溯源，标准数字源信号可叠加比差和角差后与标准模拟源同步输出；江苏电力公司和中国电力科学研究院联合申请的技术专利
‑
电子式互感器谐波校验仪校验装置及校验方法(专利号：ZL201410187562.1)同样基于数学公式方法实现输出IEC61850数据帧的标准数字源，配合可溯源至国家谐波标准的谐波发生器实现电子式互感器谐波校验仪的整体校验；上述专利中的标准误差大多是基于数学公式生成的数字标准误差，而模拟的标准误差并未给出具体的技术实现方案。

技术实现思路

[0004]本技术提出一种用于直流互感器校验仪校准的标准误差装置，以解决如何解决直流互感器校验仪的误差校准的问题。
[0005]为了解决上述问题，根据本技术的一个方面，提供了一种用于直流互感器校验仪校准的标准误差装置，所述装置包括：依次串联连接的第一级运算放大器单元、第二级运算放大器单元和第三级运算放大器单元；其中，
[0006]所述第一级运算放大器单元用于实现阻抗匹配；所述第二级运算放大器单元用于进行电压比例转换，实现电压匹配；所述第三级运算放大器单元用于对电压比例系数进行微调；输入的模拟电压信号依次经过第一级运算放大器单元、第二级运算放大器单元和第三级运算放大器单元实现电压微调后输出；
[0007]其中，所述第一级运算放大器单元采用电压跟随器电路结构；所述第二级运算放大器单元采用反相放大器电路结构；第三级运算放大器单元采用反相放大器电路结构。
[0008]优选地，其中所述第一级运算放大器单元包括：第一运算放大器A1；所述第二级运算放大器单元包括：第二运算放大器A2、第一电阻R1和第二电阻R2；所述第三级运算放大器
单元包括：第三运算放大器A3、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；其中，A1的同相输入端和电压输入端相连接，A1的反相输入端和输出端均与R1的一端相连接；R1的另一端分别与R2的一端和A2的反相输入端相连接；A2的输出端分别与R2的另一端和R3的一端相连接；R3的另一端分别与R4的一端和A3的反相输入端相连接；R4的另一端与R5的一端相连接；A3的输出端分别与R5的另一端和电压输出端相连接；A3的同相输入端和A2的同相输入端均接地。
[0009]优选地，其中所述第一级运算放大器单元的电压转换系数为1；
[0010]所述第二级运算放大器单元的电压比例系数为：k1＝R2/R1；电压比例系数k1为0.1、1或10，通过调节R2的阻值实现；
[0011]所述第三级运算放大器单元的电压比例系数为：k2＝(R4+R5)/R3；所述第三级运算放大器单元的微差系数为：ε0＝(R4+R5)/R3‑
1。
[0012]优选地，其中所述第四电阻R4，包括：第一子电阻R
4a
、第二子电阻R
4b
和第一极性开关S1；所述第五电阻R5包括：第一微差电阻R6、第二微差电阻R7、第三微差电阻R8、第二极性开关S2、第三极性开关S3、第四极性开关S4、第一微差调节开关S
A
、第二微差调节开关S
B
和第三微差调节开关S
C
；
[0013]其中，R
4a
的一端与R3的另一端相连接，R
4a
的另一端分别与R
4b
的一端和S1的一端相连接；R
4b
的另一端与S1的一端相连接；S1的另一端、S
A
、R6、S2、R7、S3、R8和S4依次连接，所述S4的输出端分别与A3的输出端和电压输出端相连接；
[0014]第四电阻R4的大小调节通过控制开关S1实现；第五电阻R5的大小调节通过控制S2、S3、S4、S
A
、S
B
、S
C
实现；所述第三级运算放大器单元的微差系数ε0的值和极性调节通过调节R4和R5实现。
[0015]优选地，其中所述第一微差电阻R6，包括：串联连接的第一预设数量的第一电阻单元；所述第二微差电阻R7，包括：串联连接的第二预设数量的第二电阻单元，所述第三微差电阻R8，包括：串联连接的第三预设数量的第三电阻单元。
[0016]优选地，其中第一预设数量为9，第二预设数量为9，第三预设数量为10，第一电阻单元、第二电阻单元和第三电阻单元的阻值比为：100:10:1,通过S2、S3、S4和S
A
、S
B
、S
C
对电阻R5的值进行调节，实现R5的调节范围为0
‑
1000R0，R0为第三电阻单元的阻值。
[0017]优选地，其中所述第五电阻R5采用三级十进制结构，分别通过控制S
A
、S
B
和S
C
实现电阻R5的三级分辨率调节控制。
[0018]优选地，其中三个微差调节开关S
A
、S
B
和S
C
的有效触点分别为10个、10个和11个，触点编号分别为0
‑
9、0
‑
9和0
‑
10，S
A
能够实现电阻R5调节分辨率为100R0；S
B
能够实现电阻R5调节分辨率为10R0；S
C
能够实现电阻R5调节分辨率为R0。
[0019]优选地，其中设置R
4a
的阻值为99000R0，R
4b
的阻值为1000R0，R3的阻值为100000R0，控制微差调节开关S
A
、S
B
和S
C
分别切换到触点n1、n2和n3，其中n1、n2∈{0、1、2、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于直流互感器校验仪校准的标准误差装置，其特征在于，所述装置包括：依次串联连接的第一级运算放大器单元、第二级运算放大器单元和第三级运算放大器单元；其中，所述第一级运算放大器单元用于实现阻抗匹配；所述第二级运算放大器单元用于进行电压比例转换，实现电压匹配；所述第三级运算放大器单元用于对电压比例系数进行微调；输入的模拟电压信号依次经过第一级运算放大器单元、第二级运算放大器单元和第三级运算放大器单元实现电压微调后输出；其中，所述第一级运算放大器单元采用电压跟随器电路结构；所述第二级运算放大器单元采用反相放大器电路结构；第三级运算放大器单元采用反相放大器电路结构。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一级运算放大器单元包括：第一运算放大器A1；所述第二级运算放大器单元包括：第二运算放大器A2、第一电阻R1和第二电阻R2；所述第三级运算放大器单元包括：第三运算放大器A3、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；其中，A1的同相输入端和电压输入端相连接，A1的反相输入端和输出端均与R1的一端相连接；R1的另一端分别与R2的一端和A2的反相输入端相连接；A2的输出端分别与R2的另一端和R3的一端相连接；R3的另一端分别与R4的一端和A3的反相输入端相连接；R4的另一端与R5的一端相连接；A3的输出端分别与R5的另一端和电压输出端相连接；A3的同相输入端和A2的同相输入端均接地。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一级运算放大器单元的电压转换系数为1；所述第二级运算放大器单元的电压比例系数为：k1＝R2/R1；电压比例系数k1为0.1、1或10，通过调节R2的阻值实现；所述第三级运算放大器单元的电压比例系数为：k2＝(R4+R5)/R3；所述第三级运算放大器单元的微差系数为：ε0＝(R4+R5)/R3‑
1。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第四电阻R4，包括：第一子电阻R
4a
、第二子电阻R
4b
和第一极性开关S1；所述第五电阻R5包括：第一微差电阻R6、第二微差电阻R7、第三微差电阻R8、第二极性开关S2、第三极性开关S3、第四极性开关S4、第一微差调节开关S
A
、第二微差调节开关S
B
和第三微差调节开关S
C
；其中，R
4a
的一端与R3的另一端相连接，R
4a
的另一端分别与R
4b
的一端和S1的一端相连接；R
4b
的另一端与S1的一端相连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂琪，胡浩亮，周峰，李小飞，熊前柱，殷小东，万鹏，潘瑞，毛善友，曾非同，黄俊昌，杨春燕，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：