一种双通道电压信号源超低误差高精度测量系统及方法技术方案

本申请公开了一种双通道电压信号源超低误差高精度测量系统及方法。系统包括：高速精密模拟开关组成的通道切换模块用于按照预先设定的开关切换频率实现数据采集模块两个通道的被测电压信号和标准电压信号的差分信号的相互切换，经预设的四个精密缓冲器实现被测电压信号或者标准电压信号的差分信号的阻抗匹配，经第一高精度运放模块以及第二高精度运放模块对被测电压信号或者标准电压信号进行差模放大，经第一滤波器以及第二滤波器对被测电压信号或者标准电压信号进行滤波，经数字化仪的数据采集模块将接收的标准电压信号以及被测电压信号转换成被测电压数字信号以及标准电压数字信号，根据被测电压数字信号以及标准电压数字信号进行误差计算。准电压数字信号进行误差计算。准电压数字信号进行误差计算。

【技术实现步骤摘要】
一种双通道电压信号源超低误差高精度测量系统及方法


[0001]本申请涉及电子计量
，特别是涉及一种双通道电压信号源超低误差高精度测量系统及方法。

技术介绍

[0002]按照计量法、各类管理标准的要求，需要对电流互感器这种强检计量器具依法开展周期性检定或校准。互感器校验仪是用于检定或校准电流互感器的专用设备。传统互感器校验仪工作时，通过人工手动转动旋钮，观察交流指零仪指针，当指针趋近于零时，记录当前角差和比差，或者通过软件控制分压的过程来实现自动调零，自动校准，但不论是哪种方法，目前都存在不同通道电路所带来误差(这两个误差就是通道的固定增益误差的差值和通道间的相位差，会附加计算至互感器的误差测量结果中)。在此背景下，因此亟需一种双通道测量的方法与装置，来解决模块双通道增益不一致带来的测量偏差，提高测量精度。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中存在的问题，本公开提供了一种双通道电压信号源超低误差高精度测量系统及方法。
[0004]根据本申请的一个方面，提供了一种双通道电压信号源超低误差高精度测量系统，包括：
[0005]高速精密模拟开关组成的通道切换模块，用于按照预先设定的开关切换频率实现数据采集模块两个通道的被测电压信号和标准电压信号的差分信号的相互切换；
[0006]第一精密缓冲器、第二精密缓冲器、第三精密缓冲器和第四精密缓冲器，用于实现被测电压信号或者标准电压信号的差分信号的阻抗匹配，降低双通道误差精密测量系统对被测电压信号的影响；
[0007]第一高精度运放模块以及第二高精度运放模块，用于对被测电压信号或者标准电压信号进行差模放大，将被测电压信号转换到数据采集模块的量程范围内；
[0008]第一滤波器以及第二滤波器，用于对被测电压信号或者标准电压信号进行滤波，并通过模拟输出接口输出值数据采集模块；
[0009]数字化仪的数据采集模块，将接收的标准电压信号以及被测电压信号转换成被测电压数字信号以及标准电压数字信号；
[0010]计算设备，用于根据被测电压数字信号以及标准电压数字信号进行误差计算。
[0011]可选地，还包括：第一TVS和浪涌保护模块以及第二TVS和浪涌保护模块，用于将被测电压信号以及标准电压信号的差分信号送入通道切换模块，防止后级器件发生静电击穿。
[0012]可选地，还包括：外部时钟输入接口，用于连接外部时钟源。
[0013]可选地，还包括：时钟选择通道，用于选择输出至数据采集模块的同步采样信号的时钟源是外部时钟源或者内部时钟源。
[0014]可选地，还包括：时钟管理模块，用于将外部时钟源进行分频，为通道切换模块和数据采集模块提供同步采样信号，协调双通道误差精密测量系统的工作时序。
[0015]可选地，还包括：增益选择通道，用于根据数据采集模块的量程范围，确定第一高精度运放模块以及第二高精度运放模块对被测电压信号和标准电压信号进行衰减或者增益放大。
[0016]根据本申请的另一个方面，提供了一种双通道电压信号源超低误差高精度测量方法，其特征在于，包括：
[0017]利用双通道电压信号源超低误差高精度测量系统中的通道切换模块，对标准电压信号以及被测电压信号进行采样；
[0018]利用双通道电压信号源超低误差高精度测量中的数据采集模块，将采样后的标准电压信号以及被测电压信号进行数字转换，输出被测电压数字信号以及标准电压数字信号；
[0019]在计算设备上根据被测电压数字信号以及标准电压数字信号，计算被测电压信号和标准电压信号之间的误差。
[0020]可选地，还包括：
[0021]通过误差对产生被测电压信号的被测电压信号源进行校正。
[0022]可选地，在计算设备上根据被测电压数字信号以及标准电压数字信号，计算被测电压信号和标准电压信号之间的误差，包括：
[0023]在计算设备上根据被测电压数字信号以及标准电压数字信号，计算被测电压信号和标准被测电压信号之间的比差以及角差。
[0024]从而，本专利技术提出的双通道电压信号源超低误差高精度测量系统，基于目前电压信号源校验测量中存在不同通道电路所带来的误差，解决了模块双通道增益不一致带来的测量偏差，提高了测量精度。
[0025]根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0026]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
[0027]图1是根据本申请实施例第一个方面所述的双通道电压信号源超低误差高精度测量系统的示意图；
[0028]图2是根据本申请实施例第一个方面所述的双通道切换策略时序图；
[0029]图3是根据本申请实施例第一个方面所述的双通道电压信号源超低误差高精度测量系统的技术原理简化图；
[0030]图4是根据本申请实施例第一个方面所述的被测电压信号源和标准电压信号源波形示意图；
[0031]图5是根据本申请实施例第一个方面所述的通道切换时的波形示意图；
[0032]图6是根据本申请实施例第一个方面所述的通道切换后缓冲、增益*0.5、滤波后的
波形示意图；
[0033]图7是根据本申请实施例第二个方面所述的双通道电压信号源超低误差高精度测量方法的流程示意图。
具体实施方式
[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
[0035]为了使本
的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。
[0036]需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双通道电压信号源超低误差高精度测量系统，其特征在于，包括：高速精密模拟开关组成的通道切换模块，用于按照预先设定的开关切换频率实现数据采集模块两个通道的被测电压信号和标准电压信号的差分信号的相互切换；第一精密缓冲器、第二精密缓冲器、第三精密缓冲器和第四精密缓冲器，用于实现所述被测电压信号或者所述标准电压信号的差分信号的阻抗匹配，降低双通道误差精密测量系统对所述被测电压信号的影响；第一高精度运放模块以及第二高精度运放模块，用于对所述被测电压信号或者标准电压信号进行差模放大，将所述被测电压信号转换到所述数据采集模块的量程范围内；第一滤波器以及第二滤波器，用于对所述被测电压信号或者所述标准电压信号进行滤波，并通过模拟输出接口输出值所述数据采集模块；数字化仪的所述数据采集模块，将接收的所述标准电压信号以及所述被测电压信号转换成被测电压数字信号以及标准电压数字信号；计算设备，用于根据所述被测电压数字信号以及所述标准电压数字信号进行误差计算。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：第一TVS和浪涌保护模块以及第二TVS和浪涌保护模块，用于将所述被测电压信号以及所述标准电压信号的差分信号送入所述通道切换模块，防止后级器件发生静电击穿。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：外部时钟输入接口，用于连接外部时钟源。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括：时钟选择通道，用于选择输出至所述数据采集模块的同步采样信号的时钟源是外部时钟源或...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峰，刁赢龙，雷民，殷小东，岳长喜，韦谦，姜春阳，胡浩亮，刘少波，张军，王海燕，刘浩，项琼，余也凤，周玮，龙兆芝，李鹤，李登云，刘俭，杜博伦，祁欣，余佶成，李小飞，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国家高电压计量站，
类型：发明
国别省市：