一种增强电流互感器测量精度方法技术

本发明专利技术公开了一种增强电流互感器测量精度方法，在创造的光放大压缩光源环境下测量磁场；其中，创造光放大压缩光源，包括：测量初始压缩光源，获得输入态的测量结果和原有概率分布；对输入态进行判定，确定输入态的测量结果的概率分布；基于高斯滤波函数，对输入态的测量结果进行信号后选择处理，获得基准概率分布函数；计算概率分布的均值和概率分布的方差，获得输入态经过低噪声放大后的信噪比。对于磁场的输入态，本发明专利技术采用光放大压缩光源测量磁场大小，进一步降低了噪声干扰，磁场变化测量更加精准，对应电流的变化测量也更加灵活准确。确。确。

【技术实现步骤摘要】
一种增强电流互感器测量精度方法


[0001]本专利技术涉及一种增强电流互感器测量精度方法，属于量子精密测量


技术介绍

[0002]精密测量技术在信息通信领域发挥着至关重要的作用，伴随着5G、北斗和能源互联网等技术的发展，高精度传感器和定位通信车所属相关传感芯片市场迅猛扩大，测量需求日益剧增。传统的测量技术精度会受到衍射极限和散粒噪声等因素影响，测量精度无法满足电力应用需求。量子精密测量主要利用量子自身特性，获得更高的测量性能。
[0003]量子测量技术利用原子、离子和光子等特定的量子体系，与磁场、电场和重力场等待测物理量相互作用，使待测单元的量子态发生变化，通过对量子态的读取及数据后处理过程，实现对磁场、电场和重力场等物理量的超高精度探测。基本步骤包括：量子态初始化、与待测物理量相互作用、最终量子态的读取和结果处理等。其中，量子态的初始化，是通过控制信号将待测单元状态进行初始化；与磁场、电场和重力场等待测物理量相互作用后，会导致待测单元的量子态发生变化，从而改变待测单元的量子态。最后再将测量结果转换成传统光电信号输出，以获取最终测量值。按照对量子特性的应用，量子测量可分为基于量子能级跃迁、基于量子相干性和基于量子纠缠的3种量子测量技术。
[0004]然而，量子测量技术受海森堡极限约束的影响，其测量精度和灵敏性还有待进一步提高。其中，测量信号噪声一直是阻碍提升测量精度的最大问题，如何降低信号噪声，是增强量子精密测量精度的关键所在。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种增强电流互感器测量精度方法，采用光放大压缩光源可以很好地解决测量磁场物理量的噪声限制，进一步提高电流互感器的探测灵敏度。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供一种增强电流互感器测量精度方法，包括：
[0007]在创造的光放大压缩光源环境下测量磁场；
[0008]其中，创造光放大压缩光源，包括：
[0009]测量初始压缩光源，获得输入态t
n
的测量结果和原有概率分布；
[0010]对输入态t
n
进行判定，确定输入态的测量结果的概率分布；
[0011]基于高斯滤波函数G(t
n
)，对输入态的测量结果进行信号后选择处理，获得基准概率分布函数Y(t
n
)；
[0012]计算基准概率分布函数Y(t
n
)的均值和基准概率分布函数Y(t
n
)的方差，获得输入态t
n
经过低噪声放大后的信噪比。
[0013]优先地，对输入态t
n
进行判定，获得输入态的测量结果的概率分布，包括：
[0014]当输入态小于基准参数R
s
时，根据概率分布函数y(t
n
)，获得新的输入态t
n
的测量结果的概率分布；
[0015]当输入态大于基准参数R
s
时，输入态t
n
的测量结果保持原有概率分布。
[0016]优先地，概率分布函数y(t
n
)为：
[0017][0018]其中，t0为输入态t
n
的基准幅度，为归一化系数。
[0019]优先地，基准概率分布函数Y(t
n
)为：
[0020][0021]其中，K为输入态t
n
信号放大生成概率。
[0022]优先地，高斯滤波函数G(t
n
)为：
[0023][0024]式中，R
s
为基准参数，A为噪声因子。
[0025]优先地，A取值为0.2、0.5或1.0。
[0026]优先地，输入态t
n
信号放大生成概率K为：
[0027]K∫∫y(t
n
)gG(t
n
)d2t
n
[0028]式中，g为信号放大系数。
[0029]优先地，输入态t
n
经过低噪声放大后的信噪比为：
[0030][0031]优先地，测量初始压缩光源，获得输入态t
n
，包括：
[0032]选择两束共轭光束，两束共轭光束的光场的真空起伏变化一致且升降量相等；
[0033]压缩光场使其中一束光束出现坍缩，使得两束共轭光束出现相位差，并保持两束共轭光束的相位差不变；
[0034]将两束光束同向射在非线性介质上，形成第三束光，获得初始压缩光源。
[0035]光电转换器将初始压缩光源以光信号的方式转换为电信号，获得输入态t
n
。
[0036]本专利技术所达到的有益效果：
[0037]本专利技术利用量子态的纠缠性，在电流互感器应用场景下制备初始压缩光源，对制备的初始压缩光源进行光信号放大，探测磁场量子态，再将光信号转化为电信号，从而形成电流值；本专利技术采用光放大压缩光源可以很好地解决测量磁场物理量的噪声限制，显著降低了噪声干扰，提高信噪比，获得高精准度的磁场的能级、相位和位置等物理状态的变化，磁场变化探测更加精准，进一步提高电流互感器的探测灵敏度，从而实现电流物理量的精准测量。
附图说明
[0038]图1是本专利技术的流程图；
[0039]图2是本专利技术的高斯函数曲线变化示意图；
[0040]图3是本专利技术的信号放大前后压缩光源因子变化的示意图；
[0041]图4是本专利技术的信噪比与压缩光源因子的关系示意图；
[0042]图5是本专利技术的信噪比与信号放大系数的关系示意图。
具体实施方式
[0043]以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0044]需要说明，若本专利技术实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0045]量子态是量子世界粒子的状态，从数学角度看可以用波函数表征。量子态主要有4个基本特性，分别是离散性、随机性、叠加性和纠缠性。这些特性与我们的宏观世界有着极为显著的不同。
[0046]其中，量子态的纠缠性可以这样理解：纠缠态是量子世界粒子的一种特殊状态。当两个量子态粒子处于纠缠态时，如果对其中一个量子态进行测量，造成坍缩，那么另外一个量子态也会受到相同的坍缩。而这两个量子态粒子之间并没有相互作用关系。
[0047]量子态的测量是对物质的量子态进行测量得到的物理结果，获得物质的物理状态变化和规律。本专利技术是在电流互感器这一测量设备使用场景下，利用光放大压缩光源进一步降低磁场测量的噪声，从而提高电流测量的精准度。
[0048]在电流互感器的探测应用场景下，利用量子态的纠缠性，将磁场作为量子态进行测量，测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强电流互感器测量精度方法，其特征在于，包括：在创造的光放大压缩光源环境下测量磁场；其中，创造光放大压缩光源，包括：测量初始压缩光源，获得输入态t
n
的测量结果和原有概率分布；对输入态t
n
进行判定，确定输入态的测量结果的概率分布；基于高斯滤波函数G(t
n
)，对输入态的测量结果进行信号后选择处理，获得基准概率分布函数Y(t
n
)；计算基准概率分布函数Y(t
n
)的均值和基准概率分布函数Y(t
n
)的方差，获得输入态t
n
经过低噪声放大后的信噪比。2.根据权利要求1所述的一种增强电流互感器测量精度方法，其特征在于，对输入态t
n
进行判定，获得输入态的测量结果的概率分布，包括：当输入态小于基准参数R
s
时，根据概率分布函数y(t
n
)，获得新的输入态t
n
的测量结果的概率分布；当输入态大于基准参数R
s
时，输入态t
n
的测量结果保持原有概率分布。3.根据权利要求2所述的一种增强电流互感器测量精度方法，其特征在于，概率分布函数y(t
n
)为：其中，t0为输入态t
n
的基准幅度，为归一化系数。4.根据权利要求3所述的一种增强电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞宇翔，贾玮，张强强，冯宝，张天兵，赵龙，赵高峰，杨海涛，汪晓岩，胡世骏，胡倩倩，完颜绍澎，吕超，
申请(专利权)人：南京南瑞信息通信科技有限公司国网电力科学研究院有限公司国网安徽省电力有限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：