[发明专利]位置相关非接触式电压和电流测量

说明书

本发明题为“位置相关非接触式电压和电流测量”。本文提供了用于操作和校准测量设备的系统和方法。该测量设备生成参考电流信号并感测被测导体中的参考电流信号，感测到的信号用于确定校准因子或被测导体的位置。一种校准系统可控制校准电压源选择性地在校准导体中输出校准电压。该校准系统可从电参数测量设备获得由电参数测量设备在测量校准导体时捕获的数据。此类数据可包括一个或多个参考电流测量结果、一个或多个电压测量结果等。该校准系统利用所获得的测量结果来生成校准数据，该校准数据可存储在电压测量设备上，从而在后续操作期间使用。该校准数据可包括一个或多个查找表、用于一个或多个数学公式的系数等。

背景技术。

技术领域

本公开整体涉及电参数测量设备，并且更具体地讲，涉及用于电参数测量设备的位置相关校准。

相关领域的描述

电压表是用于测量电路中的电压的仪器。测量不止一种电特性的仪器称为万用表或数字万用表(DMM)，并且用于测量服务、故障排除和维护应用通常需要的许多参数。此类参数通常包括交流(AC)电压和电流、直流(DC)电压和电流以及电阻或通断性。还可以测量其他参数，诸如功率特性、频率、电容和温度，以满足特定应用的要求。

对于测量AC电压的常规电压表或万用表而言，需要使至少两个测量电极或探头与导体流电接触，这通常需要切除绝缘电线的一部分绝缘体或提前提供测量端子。除了需要暴露的线或端子以用于流电接触之外，将电压表探头接触到剥离的线或端子的步骤可能也是相对危险的，因为存在被电击或触电身亡的危险。可使用“非接触式”电压测量设备来检测交流(AC)电压的存在，而不需要与电路进行流电接触。

另外，对于一些电参数测量设备，诸如电流钳或分裂铁芯式变压器，被测导体可以自由定位在测量设备的前端或探头端内的各种物理位置。在某些情况下，被测导体的可变位置可能对被测导体的一个或多个电参数（例如，电压、电流、功率）的测量产生不利影响，从而导致测量结果不准确。因此，当执行一个或多个电参数的测量时，确定被测导体的位置并且/或者补偿所确定的位置应当是有利的。

发明内容

一种电参数测量设备可概括为包括：前端，其包括开口，该开口的大小和尺寸设定成接纳被测导体；多个导电传感器，其被定位成靠近前端；一个或多个参考电压源，其耦接到多个导电传感器，该一个或多个参考电压源操作以在导电传感器中的每一个中输出参考电压；控制电路系统，其通信地耦接到一个或多个参考电压源和多个导电传感器，其中该控制电路系统在操作中控制一个或多个参考电压源在导电传感器中的每一个中输出参考电压；对于导电传感器中的每一个，当相应参考电压源在导电传感器中输出参考电压并且被测导体定位在电参数测量设备的前端的开口中时，获得指示由导电传感器测量的参考信号的参考电流信号数据点；并且至少部分地基于针对多个导电传感器中的每一个获得的参考电流信号数据点来确定待应用于被测导体的电参数测量结果的校准因子。

控制电路系统在操作中可将所确定的校准因子应用于电参数测量结果，以生成校准的电参数测量结果。电参数测量结果可包括电压、电流或功率中的一者或多者。多个导电传感器可包括两个或三个导电传感器。该电参数测量设备可包括非接触式电压测量设备、电流钳或分裂铁芯式变压器。控制电路系统在操作中可使用参考电流信号数据点在多个先前确定的校准点之间内插，以确定待应用于电参数测量结果的校准因子。控制电路系统在操作中可将参考电流信号数据点输入到先前确定的校准公式中，以确定待应用于电参数测量结果的校准因子。多个导电传感器可被定位成靠近电参数测量设备的前端，由此使得对于针对多个导电传感器获得的每一组参考电流信号数据点，控制电路系统确定被测导体的单个位置。控制电路系统可至少部分地基于所确定的被测导体的单个位置来确定校准因子。多个导电传感器中的至少两个可彼此共面。多个导电传感器中的每一个具有长度尺寸和宽度尺寸，并且该长度尺寸大于该宽度尺寸。控制电路系统在操作中确定参考电流信号数据点中的每一个的校准因子。控制电路系统在操作中确定参考电流信号数据点中的每一个的校准因子的加权组合以用作校准因子。加权组合可包括线性加权组合或指数加权组合中的至少一者。