[发明专利]一种负荷测试系统及方法

权利要求书

1.一种负荷测试系统，其特征在于，包括电压测量模块、电流测量模块、信号处理电路模块、MCU控制器、显示器以及按键模块，所述电压测量模块和电流测量模块均与所述信号处理电路模块电连接，所述信号处理电路模块、显示器以及按键模块均与所述MCU控制器电连接；

所述电压测量模块，用于对线路上待测点的A、B、C三相电压进行测量，得到交流电压信号；

所述电流测量模块，用于对线路上待测点的A、B、C三相电流进行测量，得到交流电流信号；

所述信号处理电路模块，用于对所述交流电压信号和交流电流信号进行多通道采样和模数转换处理，得到测量电压波形和测量电流波形；

所述MCU控制器，用于将所述测量电压波形和测量电流波形进行分析处理，根据波形中电压幅值和电流幅值，计算得到有功功率和无功功率；

所述显示器，用于将测量电压波形、测量电流波形、有功功率和无功功率进行实时显示；

所述按键模块，用于用户输入操作指令。

2.根据权利要求1所述的一种负荷测试系统，其特征在于，所述电压测量模块由两个分压电阻串联组成。

3.根据权利要求2所述的一种负荷测试系统，其特征在于，两个所述分压电阻均为高精密RJ711型分压电阻。

4.根据权利要求1所述的一种负荷测试系统，其特征在于，所述电流测量模块包括霍尔电流传感器和电阻R₁₃₆，所述霍尔电流传感器的输出端与所述电阻R₁₃₆电连接，所述霍尔电流传感器的输出端还与所述信号处理电路模块电连接。

5.根据权利要求4所述的一种负荷测试系统，其特征在于，所述霍尔电流传感器为CHB-25NP型传感器。

6.根据权利要求1所述的一种负荷测试系统，其特征在于，所述信号处理电路模块包括多通道采样芯片和模数转换芯片，所述多通道采样芯片的输入端与所述电压测量模块和所述电流测量模块电连接，所述多通道采样芯片的输出端与所述模数转换芯片电连接，所述模数转换芯片还与所述MCU控制器电连接。

7.一种负荷测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：分别对待测线路进行交流电压检测和交流电流检测；

步骤2：对检测得到的交流电压信号和交流电流信号进行采样和模数转换处理，得到测量电压波形和测量电流波形，并进行显示；

步骤3：将测量电压波形或测量电流波形中从负值变为正值的点作为零点，分别对测量电压波形和测量电流波形中过零点的位置和时间进行分析判断，进而对电流相位和幅值以及电压相位和幅值进行计算；

步骤4：根据电流幅值和电压幅值计算负荷大小，并根据电流与电压的相位差计算得到有功负荷和无功负荷的大小，实现对负荷状态的测试。

8.根据权利要求7所述的一种负荷测试方法，其特征在于，步骤3中对电流相位进行计算，计算公式为：

φ＝2ntπ/T

式中，φ为电流的相位，t为采样间隔，T为波形的周期；

对电流幅值进行计算，计算公式为：

式中，其中I_rms为电流的有效值；m为一个周期的采样个数，I为采样值。

9.根据权利要求7所述的一种负荷测试方法，其特征在于，步骤3中对电压幅值进行计算，计算公式为：

式中，U_rms为电压的有效值，m为一个周期的采样个数，U为采样值。

10.根据权利要求7所述的一种负荷测试方法，其特征在于，步骤4中计算有功负荷的大小，计算公式为：

式中，U_rms为电压的有效值，I_rms为电流的有效值，φ为电流与电压的相位差；

计算得到无功负荷的大小，计算公式为：

式中，U_rms为电压的有效值，I_rms为电流的有效值，φ为电流与电压的相位差。