[发明专利]基于数字信号处理的电磁式互感器误差测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于数字信号处理的电磁式互感器误差测量方法，其特征在于，该基于数字信号处理的电磁式互感器误差测量方法包括以下步骤：

步骤一，通过第一取样电路单元，获取被测信号，第一前置放大电路单元和第一自动增益控制电路单元的组合提高信噪比，第一滤波电路单元滤掉高次谐波，信号通过第一AD转换器单元转换成数字信号；

步骤二，通过第二取样电路单元，获取标准信号，第二前置放大电路单元和第二自动增益控制电路单元组合提高信噪比，第二滤波电路单元滤掉高次谐波，信号通过整形成标准方波，提供过零脉冲，另一路信号通过第二AD转换器单元转换成数字信号；

步骤三，FPGA数字信号处理电路单元，接收到过零脉冲，根据过零脉冲，分时取样，并作为采样时标，得到差值与标准端的正交分量；

步骤四，FPGA数字信号处理电路单元分别采用相应的算法对第一AD转换器单元和第二AD转换器单元输出的数字信号进行采样分析，找出基波的幅值，然后根据除法公式求解得比差和相位差。

2.如权利要求1所述的基于数字信号处理的电磁式互感器误差测量方法，其特征在于，在步骤二中，标准端信号经滤波、整形成波形标准的信号作为0°触发信号和FPGA数据采集时标的依据。

3.如权利要求1所述的基于数字信号处理的电磁式互感器误差测量方法，其特征在于，在步骤四中，FPGA数字信号处理电路单元在处理过程中可以根据采样的数据进行分析和归约，消除失真信号，当采样信号受外界干扰时，也可通过插值算法修正采样数值。

4.一种基于数字信号处理的电磁式互感器误差测量系统，其特征在于，该基于FPGA数字信号处理的电磁式互感器误差测量系统包括：

用于获取被测端产生的电压差的第一取样电路单元；

与第一取样电路单元连接，用于提高信噪比以减小噪声因素干扰的第一前置放大电路单元；

与第一前置放大电路单元连接，用于在工作电流降低到额定电流小于20%时把工作信号放大的第一自动增益控制电路单元；

与第一自动增益控制电路单元连接，用于抑制采样信号中高次谐波的第一滤波电路单元；

与第一滤波电路单元连接，用于对通过第一滤波电路单元滤波第一取样电路单元获取被测端产生的电压差进行暂存的第一采样保持单元；

与第一采样保持单元连接，用于把第一取样电路单元获取被测端产生电压差的模拟信号转换为数字信号的第一AD转换器单元；

与第一AD转换器单元、第二AD转换器单元、过零脉冲单元连接，用于对第一AD转换器单元转换的数字信号和标准器二次侧取样电路的数字信号处理，进行采样分析，由FPGA数字信号处理电路单元对被测端电压差的数据信号和标准器数据信号进行实时采集存入RAM中，找出基波的幅值得到比差，使用加窗快速傅里叶变换算法得到被测端电压差信号和标准器电压信号的波形的幅值，将两个幅值数据除以对应取样电阻值得到被测电端差电流和正交分量和标准器电流值，将这两个数据代入比差计算公式可得到比差；根据过零脉冲，分时取样，并作为采样时标，得到差值与标准端的正交分量，计算出角差，过零脉冲作为第一AD转换器信号采集的中断，中断得到的实时数据即为同相分量，将数值与使用加窗快速傅里叶变换算法得到标准器电压信号的波形的幅值转换成电流量后代入角差公式得到角差，采样过程中根据精度要求调节采样频率，对所采样的数据利用累加器打上时标，用于相关数值的运算；

用于获取标准端上信号的第二取样电路单元；

与第二取样电路单元连接，用于提高信噪比以减小噪声因素干扰的第二前置放大电路单元；

与第二前置放大电路单元连接，用于在工作电流降低到额定电流小于20%时把工作信号放大的第二自动增益控制电路单元；

与第二前置放大电路单元，用于通过全波整流电路实现交流和直流变换的交流/直流变换电路单元；

与第二自动增益控制电路单元连接，用于抑制采样信号中高次谐波的第二滤波电路单元；

与第二滤波电路单元连接，用于形成波形标准的信号，输入FPGA作为0°触发信号的整形电路单元；

与整形电路单元连接，用于接收整形电路单元的波形信号，对信号进行过零脉冲处理的过零脉冲单元；

与第二滤波电路单元连接，用于对第二滤波电路单元的信号进行暂存的第二采样保持单元；

与第二采样保持单元连接，用于把第二取样电路单元获取标准端上信号的模拟信号转换为数字信号的第二AD转换器单元；

与第一自动增益控制电路单元、第二自动增益控制电路单元和交流/直流变换电路单元连接，用于对交流/直流变换电路单元整流后的直流信号和第一自动增益控制电路单元、第二自动增益控制电路单元工作信号放大进行显示的百分表单元；

与百分表单元连接，用于为百分表单元提供电源的直流电源单元。