[发明专利]一种用于模拟光电传输系统的线性度测试装置及测试方法

说明书

一种用于模拟光电传输系统的线性度测试装置及测试方法，属于电气测量技术领域。其特征在于：包括相互连接的上位机和下位机，待测试的模拟光电传输系统设置在下位机中，还包括如下步骤：步骤1001，读取上位机中的测试参数；步骤1002，信号发生模块输出测试电压信号；步骤1003，信号接收模块接收测试输出电压；步骤1004，存储测试点数据；步骤1005，测试电压信号是否达到最大值；步骤1006，更新测试输入电压；步骤1007，测试结束。步骤1008，确定模拟光电传输系统的线性度。通过本用于模拟光电传输系统的线性度测试装置及测试方法，可以测得每套模拟光电传输系统的实际线性度，进而根据线性度的实际数据进行针对性补偿，最终提高电气测量设备的精度。

技术领域

一种用于模拟光电传输系统的线性度测试装置及测试方法，属于电气测量技术领域。

背景技术

在电气测量领域，要测量的物理量多为位于高压侧的电流、电压量，为了实现高、低压两端的电气隔离，同时提高待测信号在强电磁环境下传输的抗干扰能力，在工程上多使用光纤来进行信号的传输。传统的模拟光电传输系统如图5所示，待传输的电信号在发射端经过电/光转换之后变为光信号，在经过光纤传输之后在接收端经过光/电转换得到待传输的电信号，利用光纤传输信号有两种方式，方式一是在高压侧将待测量就地数字化后，利用光纤将数字信号以光信号的方式传输至低压侧；方式二是利用光强调制方式，将待测物理电信号以模拟光信号的方式传输至低压侧，光强调制方式由于无需在高压侧利用A/D系统进行采样，即能够保留完整待测量的波形信息，因此其可传输信号的频带远远宽于数字化传输方式，这种优势使得模拟光电传输系统可以应用于对频带要求较宽的小电流测量应用、行波测量应用、冲击电压/电流等测量应用，这是数字化传输系统所不能比拟的。并且由于避免了高压侧A/D系统的采样环节，因此高压侧电路的功耗大大降低，同时解决了高压侧针对A/D系统的取能问题。然而光强调制方式所存在的问题是：使用该方式传输信号要保证高的传输精度，必须建立一个高线性度的电/光、光/电传输系统，即光路传输的线性度很大程度决定了系统测量的精度。

在现有技术中，申请号为ZL201610682973.7的中国专利公开了一种使用直接驱动LED发光传输冲击电压的装置和方法，使用了直接驱动LED发光的方式，由于LED发光存在死区，因此其利用LED发光的线性区实现了待测信号的传输，该发明中所使用的模拟光电传输系统并非真正的线性传输系统，但由于该应用对测量精度的要求不高，因此该方法能够满足其针对的应用。申请号为201410379248.3和201510102017.2的中国专利将直接驱动LED发光应用于电子式电流互感器的设计，在这些发明中均没有对系统的非线性传输特性进行测量及补偿，因此其应用时很难达到高测量精度。

而申请号为201610678421.9、201610678235.5和201610683194.9的中国专利中，为了解决直接驱动LED发光时存在的非线性问题，通过一个光路反馈机制间接驱动LED发光，从而实现了LED发光与驱动信号的线性化，这些发明中的措施使得光强调制方式中LED发光的非线性化问题得到了比较理想的解决。但是这样的技术方案中，其实质是用一个线性度很高的光电二极管的线性度来表征整个光电传输系统的线性度，即该光电传输系统的线性度完全取决于反馈光路中所用光电二极管的线性度，因此，当光电二极管的线性度接近理想线性时，这些方法能够达到很好的效果和高传输精度，然而一旦所用光电二极管的线性度不够理想，尤其是需要占用光电二极管较大的光电转换动态范围时，光电二极管很难在宽范围内均保证高线性度，这时系统的测量精度通常就难以满足高测量精度的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过测得每套模拟光电传输系统的实际线性度以及不满足线性度的测试点，进而根据线性度的实际数据进行针对性补偿，最终提高电气测量设备精度的用于模拟光电传输系统的线性度测试装置及测试方法。