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一種基于紅外原理的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于紅外原理的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法，包括：建立補(bǔ)償模型、采集溫度信號(hào)值、模型單元中得出修正值、分析計(jì)算單元得出糾偏值、糾偏得出實(shí)時(shí)電流值等步驟，其中，溫度采集包括同種多個(gè)紅外非接觸式感溫元件，模型單元是在一定時(shí)間T內(nèi)，采集同一溫度下對(duì)應(yīng)的多次電阻值后取平均的曲線模型。本發(fā)明利用紅外溫度傳感器進(jìn)行非接觸式熱輻射測(cè)量，采集采樣電阻溫度，熱慣性小，可達(dá)千分之一秒；采樣電阻阻值與溫度漂移曲線關(guān)系模型單元，反映了采樣電阻在過(guò)流、過(guò)載、各種惡劣環(huán)境溫度等各運(yùn)行狀態(tài)下阻值的變化范圍，涵蓋了設(shè)備各種運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程，具有過(guò)程可比性，能達(dá)到精確測(cè)量的效果。
【專利說(shuō)明】一種基于紅外原理的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備參數(shù)檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于紅外原理的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)行使用較多的電流采樣方法有兩種，一種是使用電流互感器；另一種是使用采樣電阻。前者雖然在大電流檢測(cè)時(shí)表現(xiàn)不錯(cuò)，但由于價(jià)格昂貴，尤其是使用精度高的電流互感器制造儀器時(shí)，成本往往是制造普通儀器的幾倍至十幾倍，所以僅適用于使用頻率小且對(duì)成本沒(méi)有特殊要求的場(chǎng)合。后者由于造價(jià)較低，極具經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，所以普遍適用于各類電氣設(shè)備參數(shù)測(cè)量?jī)x器、各類電源、電動(dòng)工具、驅(qū)動(dòng)電機(jī)或產(chǎn)品的電流采樣。
[0003]使用采樣電阻時(shí)，一般需要將電阻放置在需要進(jìn)行電流采樣的位置，通過(guò)測(cè)量電阻兩端的電壓值來(lái)反饋，進(jìn)而確定電路中的電流大小。對(duì)于一般阻值較小的采樣電阻，可以選用現(xiàn)有的低溫度系數(shù)、高精密度、超低阻值的類型，但是部分電阻，由于采樣電壓等要求，必須選擇大阻值電阻，這樣在電阻通電時(shí)就會(huì)產(chǎn)生熱量，越是大電流，電阻發(fā)熱也越大，那么電阻溫度漂移所產(chǎn)生的誤差也越大，例如在電氣完整性測(cè)試時(shí)，所用大功率直流電源電流甚至超過(guò)20A，溫度系數(shù)最好的情況下都只能達(dá)到±5PPM，如果不對(duì)采樣電阻進(jìn)行糾偏補(bǔ)償，就會(huì)對(duì)采集的電壓及電流準(zhǔn)確性產(chǎn)生很大的影響。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01310296475.5的發(fā)明專利，公開了一種紅外測(cè)溫儀溫度漂移補(bǔ)償?shù)姆椒?，是利用溫度傳感器的函?shù)擬合對(duì)紅外測(cè)溫儀的溫度漂移現(xiàn)象進(jìn)行糾偏，屬于對(duì)紅外傳感器本身的溫漂現(xiàn)象進(jìn)行修正。本發(fā)明進(jìn)一步地，僅將紅外傳感器作為檢測(cè)手段，不借助其他溫度變送器等多余外設(shè)，利用軟件建立的函數(shù)曲線來(lái)對(duì)采樣電阻的溫度漂移現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于紅外原理的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法，它利用非接觸式感溫手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)采樣電阻的溫度采集，并通過(guò)動(dòng)態(tài)函數(shù)模型進(jìn)行補(bǔ)償，從而提高電阻及電流測(cè)試的精確度。
[0006]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是:一種基于紅外原理的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法，包括:
建立補(bǔ)償模型，即順次連接采樣電阻、溫度采集模塊及放大電路，并將控制處理模塊與三者分別連接；
測(cè)量開始后，由所述控制處理模塊啟動(dòng)所述溫度采集模塊，采集代表所述采樣電阻溫度值的電信號(hào)；
將所述溫度值通過(guò)所述放大電路傳送至所述控制處理模塊的模型單元中；
將所述模型單元計(jì)算出的電阻值作為修正值，實(shí)時(shí)傳送給所述控制處理模塊的分析計(jì)算單元中； 所述分析計(jì)算單元將修正值與實(shí)測(cè)電阻值進(jìn)行比較，得出糾偏后的準(zhǔn)確電阻值，由此得出精度較高的實(shí)時(shí)電流值。
[0007]所述溫度采集模塊包括同種多個(gè)紅外非接觸式感溫元件。
[0008]所述控制處理模塊包括模型單元與分析計(jì)算單元,所述分析計(jì)算單元包括DSP芯片，所述模型單元包括存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)函數(shù)模型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
[0009]所述動(dòng)態(tài)函數(shù)模型是在一定時(shí)間T內(nèi)，采集同一溫度下對(duì)應(yīng)的多次電阻值，然后取其平均值建立相應(yīng)曲線模型。
[0010]所述放大電路包括信號(hào)放大器與A/D轉(zhuǎn)換器。
[0011]本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn):
1、利用紅外溫度傳感器進(jìn)行非接觸式熱輻射測(cè)量，采集采樣電阻溫度，熱慣性小，可達(dá)千分之一秒，能準(zhǔn)確采集快速變化的采樣電阻溫度。
[0012]2、采樣電阻阻值與溫度漂移曲線關(guān)系模型，作為參與計(jì)算的采樣電阻值參考判據(jù)，其在投入應(yīng)用前通過(guò)實(shí)驗(yàn)室多次實(shí)驗(yàn)采樣而建立，反映了采樣電阻在過(guò)流、過(guò)載、各種惡劣環(huán)境溫度等各運(yùn)行狀態(tài)下阻值的變化范圍，涵蓋了設(shè)備各種運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程，具有過(guò)程可比性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例一
如圖1、圖2所示，一種基于紅外原理的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法，包括:建立補(bǔ)償模型、采集代表電阻溫度的信號(hào)值、信號(hào)值送模型單元中得出修正值、修正值送分析計(jì)算單元得出糾偏值、根據(jù)糾偏電阻值得出實(shí)時(shí)電流值等多個(gè)步驟。
[0016]首先，要建立補(bǔ)償模型，先順次連接采樣電阻、溫度采集模塊及放大電路，其中，溫度采集模塊包括同種多個(gè)紅外非接觸式感溫元件，即紅外溫度傳感器，它們安裝在采樣電阻周邊所設(shè)置的固定絕緣板上，能夠通過(guò)熱輻射進(jìn)行熱交換，從而采集采樣電阻溫度。紅外溫度傳感器可以根據(jù)實(shí)際空間大小，以設(shè)置3至8個(gè)為宜，并在固定絕緣板上呈離散式排布，各傳感器對(duì)外連接均通過(guò)屏蔽線號(hào)線。
[0017]補(bǔ)償模型還包括控制處理模塊，放大電路可以與控制處理模塊連接，并向控制處理模塊傳送數(shù)據(jù)，控制處理模塊分別連接采樣電阻與溫度采集模塊，用來(lái)控制采樣的啟動(dòng)
與停止。
[0018]控制處理模塊包括模型單元與分析計(jì)算單元，分析計(jì)算單元的核心在于DSP芯片，主要實(shí)現(xiàn)電阻修正值與測(cè)量值的比較與計(jì)算；模型單元包括存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)函數(shù)模型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
[0019]測(cè)量開始之后，由控制處理模塊啟動(dòng)溫度采集模塊，采集代表所述采樣電阻溫度值的電信號(hào)，溫度采集模塊可以選用SMTIR99XX系列的硅基紅外傳感器，這種傳感器的原理是通過(guò)大量的熱電偶堆集在底層的硅基上，底層上的高溫接點(diǎn)和低溫接點(diǎn)通過(guò)一層極薄的薄膜隔離它們的熱量，高溫接點(diǎn)上面的黑色吸收層將入射的放射線轉(zhuǎn)化為熱能，由熱電效應(yīng)可知，輸出電壓與放射線是成比例的。所以，紅外溫度傳感器便能夠通過(guò)采集到的電壓信號(hào)值，得出該采樣電阻當(dāng)前的溫度值。
[0020]隨后，將溫度值通過(guò)放大電路傳送至控制處理模塊的模型單元中，放大電路包括信號(hào)放大器與A/D轉(zhuǎn)換器，由于模型單元所存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)函數(shù)模型，是在一定時(shí)間T內(nèi)，采集同一溫度下對(duì)應(yīng)的多次電阻值，然后取其平均值建立相應(yīng)曲線模型，其計(jì)算過(guò)程為數(shù)字式，所以需要將紅外傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大處理與模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而方便進(jìn)入模型計(jì)算，例如所選其模型可以為N次曲線，模型為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于紅外原理的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法，其特征在于，包括以下步驟: 建立補(bǔ)償模型，即順次連接采樣電阻、溫度采集模塊及放大電路，并將控制處理模塊與三者分別連接； 測(cè)量開始后，由所述控制處理模塊啟動(dòng)所述溫度采集模塊，采集代表所述采樣電阻溫度值的電信號(hào)； 將所述溫度值通過(guò)所述放大電路傳送至所述控制處理模塊的模型單元中； 將所述模型單元計(jì)算出的電阻值作為修正值，實(shí)時(shí)傳送給所述控制處理模塊的分析計(jì)算單元中； 將所述分析計(jì)算單元將修正值與實(shí)測(cè)電阻值進(jìn)行比較，得出糾偏后的準(zhǔn)確電阻值，由此得出精度較高的實(shí)時(shí)電流值。
2.如權(quán)利要求1所述的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法，其特征在于:所述溫度采集模塊包括同種多個(gè)紅外非接觸式感溫元件。
3.如權(quán)利要求1所述的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法，其特征在于:所述控制處理模塊包括模型單元與分析計(jì)算單元，所述分析計(jì)算單元包括DSP芯片，所述模型單元包括存儲(chǔ)動(dòng)態(tài)函數(shù)模型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
4.如權(quán)利要求1所述的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法，其特征在于:所述動(dòng)態(tài)函數(shù)模型是在一定時(shí)間T內(nèi)，采集同一溫度下對(duì)應(yīng)的多次電阻值，然后取其平均值建立相應(yīng)曲線模型。
5.如權(quán)利要求1所述的采樣電阻實(shí)時(shí)糾偏補(bǔ)償方法，其特征在于:所述放大電路包括信號(hào)放大器與A/D轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號(hào)】G01R19/32GK103869151SQ201410110562
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】李景祿, 程鳳鳴, 張亮, 張春輝, 周易龍, 李政洋, 楊勻陽(yáng) 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)河南省電力公司漯河供電公司, 長(zhǎng)沙信長(zhǎng)電力科技有限公司