[发明专利]用于改进电容测量的电容计、方法、计算机程序及其产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于改进电容测量的电容计、方法、计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

自从电容器问世起一直需要测量电容器的主要量值，即电容。

一种测量电容的已知方式是将交变电流连接到电容器并且观测电压。

由于使用交变电流，所以电流可能受电容器、电容计或者连接二者的线缆附近的主电源电流影响。已知为交变电流选择并非主电源频率50Hz或者60Hz倍数的频率。例如已知选择频率如111Hz和222Hz以减少主电源电流的基频和谐波的任何影响。然而，这一策略仍然允许来自主电源电流的明显干扰，由此需要在测量电容时进一步减少来自周围主电源电流的干扰。

发明内容

本发明克服或者至少减少现有技术的问题。

呈现一种电容计，该电容计包括：AC源，向电容器提供具有测量频率的测量电压；电流传感器，布置成测量去往或者来自电容计的电流；电压传感器，布置成测量电容器两端的电压；以及电容计算单元，布置成使用控制器利用来自电流传感器的测量电流、来自电压传感器的测量电压和测量频率来计算电容器的电容。电容计被布置成在测量持续时间期间使用电流传感器和电压传感器来获得测量。选择测量频率和测量持续时间，使得测量持续时间等于测量频率的周期的倍数，并且测量持续时间等于主电源电力的周期的倍数。

由于测量持续时间和测量频率的这一仔细选择，所以明显地减少或者甚至消除主电源信号的任何干扰影响，因为来自主电源信号的正贡献和负贡献在从整个测量持续时间来看时相互抵消。

测量持续时间可以等于50Hz主电源电力的周期的倍数。

测量持续时间可以等于60Hz主电源电力的周期的倍数。

测量持续时间可以等于50Hz主电源电力的周期的倍数，并且测量持续时间等于60Hz主电源电力的周期的倍数。以这一方式，电容计被布置成随处使用而不管主电源信号为50Hz还是60Hz。

测量持续时间可以选择为100ms或者其倍数。

测量频率可以是10Hz的倍数。

电容计还可以包括布置成测量去往或者来自电容器的电流的第二电流传感器，其中去往或者来自电容器的电流由电容计算单元用来计算电容器的电容。这允许电容计在单个电容与其它电容器并联布置时测量这一单个电容器。

本发明的第二方面是一种用于使用电容计来测量电容器的电容的方法，该方法包括以下步骤：使用AC源来向电容器提供具有测量频率的测量电压；在测量持续时间期间使用电流传感器来测量去往或者来自电容计的电流并且使用电压传感器来测量电容器两端的电压；并且使用电容计算单元利用测量电流、测量电压和测量频率来计算电容器的电容。选择测量频率和测量持续时间，使得测量持续时间等于测量频率的周期的倍数，并且测量持续时间等于主电源电力的周期的倍数。

计算步骤包括使用以下公式来计算电容器的电容：

C=I2IIfU]]>

其中C是电容器的电容，I是测量电流，f是测量频率，并且U是测量电压。

本发明的第三方面是一种用于测量电容的计算机程序，该计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码在运行于电容计中时使电容计执行根据第二方面的方法。

本发明的第四方面是一种计算机程序产品，该产品包括根据第三方面的计算机程序和其上存储有该计算机程序的计算机可读装置。

将注意在应用时可以在任何其它方面中使用第一、第二、第三和第四方面的任何特征。

当这里提到信号的频率如测量信号的频率时，除非另有指明，它将解释为基频。

这里无论何时使用术语等于/相等，它将解释为在误差裕度内相同。误差裕度适当地设置成比如数个百分点等。

这里无论何时使用术语主电源频率，它将解释为配电网络的频率。

一般而言，在权利要求书中使用的所有术语除非这里另有明确定义都将根据它们在技术领域中的普通含义来解释。对“一个/一种/该/所述元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有引用除非这里另有明确声明都将开放式地解释为指代该元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确声明，无需按公开的准确顺序执行这里公开的任何方法的步骤。

附图说明

现在参照以下附图通过示例描述本发明，其中：