一种带宽测试装置及其测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于带宽测量技术领域，尤其涉及一种带宽测试装置及其测量方法。其用以降低测量评估电流传感器带宽特性的难度和成本。包括简谐波形发生器、数据采集设备、数据处理设备、待测样品传感器；其中，数据采集设备分别与数据处理设备、简谐波形发生器、待测样品传感器分别连接。别连接。别连接。

【技术实现步骤摘要】
一种带宽测试装置及其测量方法


[0001]本专利技术属于带宽测量
，尤其涉及一种带宽测试装置及其测量方法。

技术介绍

[0002]电流传感器广泛用于各种用电场合。各种用电场合的电流大小从几安到几万安不等，而且既有直流电流，也有交流电流和高频电流测量需求。因此，将不同量级的电流按照比例转换为比较统一的电压，既方便测量，又方便控制，还有利于采取保护。尤其，隔离式电流传感器不仅降低了直接测量高电压线路带来了风险，而且还降低了实际操作的危险性，提高了隔离式电流传感器的使用率。
[0003]随着国民生产生活的不断进步，电量的精确测量提上了日程。如何准确的测量电流获得更真实的电流信息成了用电等行业迫切需要解决的课题。用不同频率的正弦电流信号当作被测电流，通过考察电流传感器的输出信号是电流传感器的带宽特性评估的传统方法。传统的电流传感器带宽测量评估通常需要有初级额定输入电流源、次级输出测量设备，其中额定输入电流源需要能在不同频率点提供额定的准确电流以被测量。根据每一频率点，电流传感器的输出与被测电流的比值来确定电流传感器的带宽。因此，该传统方式对变频率的正弦电流源提出较高的要求，尤其，在电流传感器有较大量程时，对大幅值高频电流源的要求严重限制了电流传感器带宽的评估工作。
[0004]总的来说，传统的电流传感器的带宽的评估方法的主要不足如下：1、需要有高准确度且频率连续，可宽范围调节的电流源，否则不能满足电流传感器的满量程带宽的评估。
[0005]2、事实上，精确的高频大电流电源在制作和实现方面会有较大的难度和较高的成本。
[0006]3、每频率点逐点测试，耗时耗力，增加了测试评估成本。
[0007]4、忽略了飞速发展的数字信号和数字信息处理技术。
[0008]鉴于传统方法测量电流传感器频响带宽的以上诸多不足，目前需要对电流传感器带宽的测量技术进行改进。

技术实现思路

[0009]本专利技术就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种带宽测试装置及其测量方法。用以降低测量评估电流传感器带宽特性的难度和成本。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，一种带宽测试装置，包括简谐波形发生器、数据采集设备、数据处理设备、待测样品传感器；其中，数据采集设备分别与数据处理设备、简谐波形发生器、待测样品传感器分别连接。
[0011]进一步地，所述简谐波形发生器通过单片机输出可调频、可调占空比、幅值一定范围内可调的波形。
[0012]进一步地，所述数据处理设备在测试平台用于：根据数据采集设备检测到的简谐波形发生器的输出的变化值和变化时间，计算获得简谐波形电流信号的频率幅值和相位信
息，并根据数据处理设备从待测样品传感器采集到的信号，计算获得待测样品传感器的输出信号的频率幅值和相位信息，最后比对简谐波形电流信号的频率幅值和相位信息与待测样品传感器的输出信号的频率幅值和相位信息，以确定所述电流传感器的频响和带宽特性。
[0013]进一步地，所述数据处理设备：根据数据采集设备检测到的简谐波形发生器的输出的变化值和变化时间，通过FFT计算获得简谐波形电流信号的频率幅值和相位信息，并根据数据处理设备从待测样品传感器采集到的信号，通过FFT计算获得待测样品传感器的输出信号的频率幅值和相位信息。
[0014]一种带宽测量方法，包括以下步骤：步骤S0、基于带宽测试装置。
[0015]步骤S1、检查电路连通性。
[0016]步骤S2、在检查完成后，向简谐波形发生器供电，并使该简谐波形发生器产生方波、脉冲波或多谐波电流作为输入待测样品传感器的被测电流信号。
[0017]步骤S3、数据处理设备根据数据采集设备检测到的采样电阻的电压变化值和电压变化时间，计算获得简谐波形电流信号的频率幅值和相位信息。
[0018]步骤S4、数据处理设备根据数据采集设备从待测样品传感器采集到的信号，计算获得待测样品传感器的输出信号的频率幅值和相位信息。
[0019]步骤S5、数据处理设备比对简谐波形电流信号的频率幅值和相位信息与待测样品传感器的输出信号的频率幅值和相位信息，以确定所述电流传感器的频响和带宽特性。
[0020]更进一步地，步骤S2中，简谐波形发生器应当产生多个周期的方波、脉冲波或多谐波电流作为输入所述电流传感器的被测电流信号。
[0021]步骤S3包括：根据数据采样设备检测到的采样电阻的电压变化值和电压变化时间，通过FFT计算获得简谐波形电流信号的频率幅值和相位信息。
[0022]步骤S4包括：根据数据采集设备从待测样品传感器采集到的信号，通过FFT计算获得待测样品传感器的输出信号的频率幅值和相位信息。
[0023]与现有技术相比本专利技术有益效果。
[0024]本专利技术利用简谐波形发生器来产生需要的简谐波形信号电流作为传感器的输入信号，并且利用高速数据采样和FFT原理获得被测电流信号经过待测样品传感器变换之后的输出信号，最后通过比对输入电流信号与电流传感器的输出信号的多个频率分量的幅值和相位获得待测样品传感器的带宽特性。本专利技术明显降低了测量评估电流传感器带宽特性的难度，实用方便，结果可靠，值得推广。
附图说明
[0025]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。本专利技术保护范围不仅局限于以下内容的表述。
[0026]图1是具体实施例带宽测试装置结构框图。
[0027]图2是简谐波形发生器生成简谐波形的分解再合成图像的示意图。
具体实施方式
[0028]本专利技术包括如图1所示，本专利技术带宽测量装置，包括：一台自制的可调占空比和输出频率的简谐波形发生器1、一台数据采集设备3、一台数据处理设备4以及待测样品传感器2。
[0029]在正常工作状态下，向简谐波形发生器1供电，并使该简谐波形发生器1产生方波、脉冲波或多谐波电流作为输入待测样品传感器的被测电流信号；数据处理设备4根据数据采集设备3检测到的采样电阻的电压变化值和电压变化时间，并通过FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅里叶变换)计算获得简谐波形电流信号的频率幅值和相位信息；数据处理设备4根据数据采集设备3从待测样品传感器2采集到的信号，计算获得待测样品传感器2的输出信号的频率幅值和相位信息；数据处理设备4比对简谐波形电流信号的频率幅值和相位信息与待测样品传感器的输出信号的频率幅值和相位信息，以确定所述电流传感器的频响和带宽特性。
[0030]同时，在上述过程中，由于FFT的计算精度与数据的采样点数有关，因此，本专利技术利用FFT对简谐波形进行分解，转化为多次谐波，比对结果，最终获得电流传感器带宽的精确评估值。
[0031]基于上述电流传感器带宽测量装置，本专利技术之二，即一种电流传感器带宽测量方法，包括以下步骤。
[0032]步骤S1，检查电路连通性。
[0033]步骤S2，在检查完成后，向简谐波形发生器1供电，并使该简谐波形发生器1产生方波、脉冲波或多谐波电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带宽测试装置，其特征在于：包括简谐波形发生器、数据采集设备、数据处理设备、待测样品传感器；其中，数据采集设备分别与数据处理设备、简谐波形发生器、待测样品传感器分别连接。2.根据权利要求1所述的一种带宽测试装置，其特征在于：所述简谐波形发生器通过单片机输出可调频、可调占空比、幅值一定范围内可调的波形。3.根据权利要求1所述的一种带宽测试装置，其特征在于：所述数据处理设备在测试平台用于：根据数据采集设备检测到的简谐波形发生器的输出的变化值和变化时间，计算获得简谐波形电流信号的频率幅值和相位信息，并根据数据处理设备从待测样品传感器采集到的信号，计算获得待测样品传感器的输出信号的频率幅值和相位信息，最后比对简谐波形电流信号的频率幅值和相位信息与待测样品传感器的输出信号的频率幅值和相位信息，以确定所述电流传感器的频响和带宽特性。4.根据权利要求1所述的一种带宽测试装置，其特征在于：所述数据处理设备：根据数据采集设备检测到的简谐波形发生器的输出的变化值和变化时间，通过FFT计算获得简谐波形电流信号的频率幅值和相位信息，并根据数据处理设备从待测样品传感器采集到的信号，通过FFT计算获得待测样品传感器的输出信号的频率幅值和相位信息。5.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑楠，李洪儒，李永清，徐丹辉，王鹏，孔祥飞，胡延丽，薛力鸣，李广恒，马超，祁静，张慧池，
申请(专利权)人：沈阳仪表科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：