本发明专利技术提供一种数字式交直流电流转换测量的装置和方法，改善现有的通过热电变换器作为交直流转换器件实现交直流电流转换测量存在的响应速度慢、输出电压幅度小、易过载烧毁的问题。本发明专利技术的装置包括标准直流源、被校交流源、可计算交直流差电阻和具有数据同步采样功能的直流数字电压表，可计算交直流差电阻具有电流正极端引出线、电流负极端引出线、电压正极端引出线和电压负极端引出线，具有数据同步采样功能的直流数字电压表连接电压正极端引出线和电压负极端引出线，标准直流源连接电流正极端引出线和电流负极端引出线，被校交流源连接电流正极端引出线和电流负极端引出线。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电学计量
，特别是涉及。
技术介绍
交流电流的溯源目前还没有实现自然基准或实物交流电流标准，目前国内外对交流电流的溯源通常是采用交直流电流转换测量的方法，即通过交流电流的有效值与标准直流电流进行比较，用直流电流的量值确定交流电流的量值。在现有技术中，实现交流电流和直流电流比较的关键仪器是以热电偶为核心的热电变换器。热电偶的工作原理是基于赛贝克效应，即将两种不同的导体两端连接起来形成回路，如果两连接点温度不同，则在回路中形成热电效应产生的电动势，也称为塞贝克电动势，应用这个原理可以制成热电变换器。热电变换器由加热丝和热电偶组成，将电流通过加热丝，可以在加热丝上产生焦耳热给热电偶加热，使热电偶产生热电势，热电势大小取决于热偶材料和通过加热丝的电流，热电变换器即可由直流电流产生热电势，也可由交流电流产生热电势，在加热丝频响很好的情况下， 直流电流与等量的交流电流有效值具有相同的热电效应，输出相同的热电势，由此可实现交流电流与直流电流的比较，从而实现用直流电流的量值来确定交流电流的量值。其中交流电流一个周期T的有效值定义为公式IAC(rms) = ^j\{I(t)}2dt在现有技术中，以热电变换器作为交直流电流转换器件，实现了模拟式交直流电流转换测量的标准装置，测量原理如图1所示，热电变换器的输入端分别连接标准直流源、 被校交流源，热电变换器的输出端连接直流数字电压表；首先向热电变换器中通入与被测交流电流量值相同的直流电流正向值，在热电变换器中发热产生热电势，其输出端由直流数字电压表可检测出热电势，经过约2 3分钟的热平衡可得到较稳定的结果，通常为十几毫伏，然后再通入被测交流电流，同样在热电变换器中发热产生热电势，其输出端也可由直流数字电压表检测出热电势，也要经过约2 3分钟的热平衡得到较稳定的结果，最后再向热电变换器中通入与被测交流量值相同的直流电流负向值，再经过约2 3分钟的热平衡得到较稳定的结果；由直流正反向电流产生的热电势的平均值为标准值，被测交流电流产生的热电势与其之比即为被测交流电流与标准直流电流之比，由此可以导出被测交流电流的量值。上述模拟式交直流电流转换测量存在的问题是，响应速度慢，一个测量过程大约需要十分钟；输出电压幅度小，一般仅有十几毫伏，测量热偶输出的直流电压的准确度不易提高；另外当电流过大时加热丝会烧毁，热电变换器易过载损坏。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术存在的缺陷，提出一种数字式交直流转换测量的装置和方法，改善现有的以热电变换器作为交直流电流转换器件的模拟式交直流转换测量存在的响应速度慢、输出电压幅度小、易过载烧毁等问题。本专利技术的技术方案是—种数字式交直流电流转换测量的装置，其特征在于，包括标准直流源、被校交流源、可计算交直流差电阻和具有数据同步采样功能的直流数字电压表，所述可计算交直流差电阻具有电流正极端引出线、电流负极端引出线、电压正极端引出线和电压负极端引出线，所述具有数据同步采样功能的直流数字电压表连接所述电压正极端引出线和电压负极端引出线，所述标准直流源连接所述电流正极端引出线和电流负极端引出线，所述被校交流源连接所述电流正极端引出线和电流负极端引出线；当所述标准直流源连接所述电流正极端引出线和电流负极端引出线时，通过所述具有数据同步采样功能的直流数字电压表分别直接测量标准直流电流在可计算交直流差电阻上产生的正向直流电压降UDC+和负向直流电压降UDC_;当所述被校交流源连接所述电流正极端引出线和电流负极端引出线时，通过所述具有数据同步采样功能的直流数字电压表采样计算得到交流电压有效值Uiatt;通过可计算交直流差电阻得到不同频率下交流电阻量值直流电阻量值Riiffi的差值AR， 以标准直流电流在可计算交直流差电阻上产生的正向直流电压降Udc+和负向直流电压降 Udc-的绝对值的平均值Udc^ra与不同频率下交流电阻量值R3m与直流电阻量值Rffiffi的差值 AR产生的附加电压(AR Idc)的和为标准值，被测交流电流在可计算交直流差电阻上产生的交流电压有效值Uiatt与所述标准值Idc)之比即为被测交流电流与标准直流电流之比，进而得出被测交流电流的量值，从而实现交直流电流转换测量。所述可计算交直流差电阻包括同轴的内金属套筒和外金属套筒，所述内金属套筒的中心轴线上具有单根直线形电阻丝，从所述电阻丝上引出电流正极端引出线和电压正极端引出线，从所述内金属套筒前端面上引出电流负极端引出线，从所述外金属套筒前端面上引出电压负极端引出线。所述电阻丝为由前段部分和后段部分相互对接而成的组合丝，所述前段部分与所述后段部分的电阻丝具有方向相反的温度系数，即其中一段为正温度系数而另一段为负温度系数；沿所述外金属套筒的外表面设置同轴套装的加热套筒，所述加热套筒外围还同轴套装有保护外壳，所述保护外壳和加热套筒之间具有隔热层；所述加热套筒外壁上缠绕有加热丝，内壁上具有温度传感器，所述温度传感器连接控制加热丝工作的控制器；所述加热套筒与外金属套筒之间具有绝缘垫块，分布在加热套筒内壁上；所述内金属套筒和外金属套筒之间具有绝缘垫块，分布在外金属套筒内壁上。所述电阻丝采用双孔回线法与内金属套筒后端面连接后再与外金属套筒后端面压接连接；所述双孔回线法是指所述内金属套筒后端面中心位置处具有内中心孔，内中心孔的邻近位置另有一个侧孔，电阻丝从内中心孔穿出后从侧孔穿入，再从内中心孔穿出；所述内金属套筒和外金属套筒的前端面中心位置处分别具有前端面中心孔，所述电阻丝依次穿过内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心孔，在所述电阻丝从外金属套筒前端面中心孔穿出之处固定有使电阻丝保持绷紧状态的拉紧弹簧，所述拉紧弹簧顶部有固定电阻丝的绝缘夹块；所述电阻丝依次从内金属套筒前端面中心孔和外金属套筒前端面中心孔处的拉紧弹簧穿出后，由固定电阻丝的绝缘夹块夹住固定。一种数字式交直流转换测量的方法，其特征在于，包括以下步骤1)测量可计算交直流差电阻的几何形状，计算交流状态下的分布参数，确定在不同频率下交流电阻量值R3^与直流电阻量值Riiffi的差值AR ;2)先向可计算交直流差电阻中通入与被测交流电流量值相同的正向标准直流电流IDe+，通过具有数据同步采样功能的直流数字电压表直接测量在可计算交直流差电阻上产生的正向直流电压降UDC+；幻然后再向可计算交直流差电阻中通入被测交流电流，同样在可计算交直流差电阻上产生电压降，通过具有数据同步采样功能的直流数字电压表，用数字采样计算的方式得到交流电压有效值Uiatt ；4)最后再向可计算交直流差电阻中通入与被测交流电流量值相同的负向标准直流电流IDC_，通过具有数据同步采样功能的直流数字电压表直接测量在可计算交直流差电阻上产生的负向直流电压降UDC_ ；5)以正向标准直流电流和负向标准直流电流在可计算交直流差电阻上产生的正向直流电压降UDC+和负向直流电压降UDC_的绝对值的平均值Udc^ra与不同频率下交流电阻量值！？㈣与直流电阻量值Rffiffi的差值AR产生的附加电压(ARIdc)的和为标准值，被测交流电流在可计算交直流差电阻上产生的交流电压有效值与所述标准值+ Idc)之比即为被测交流电流与标准直流电流之比，由此可得出被测交流电流的量值。所述步骤幻中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓钉，罗春妹，曹学先，李晶晶，延峰，
申请(专利权)人：北京东方计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：
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