[发明专利]一种高精密交流电流测试装置及方法

说明书

本公开提出了一种高精密交流电流测试装置及方法，包括：I/V转换电路及模数转换电路，所述I/V转换电路包括依次连接的双级互感器、采样电路、低噪声小信号放大器及高精度跟随器；所述双级互感器将被检电流转换成小电流；所述采样电路将小电流经过不同量程采样处理转换为可被模数转换电路测量的电压；电压经过低噪声小信号放大器和高精度跟随器后传输至模数转换电路进行数据采集。本方案在电能表检定过程中电流测量采用了双级互感器测量方式，并运用特殊工艺温度控制电路保证高精度的电压基准，使得电流比差及角差测量精度达到更高的水平。

技术领域

本公开属于电流测量技术领域，尤其涉及一种高精密交流电流测试装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

交流电流检测常用的方式为电阻、霍尔元件(LEM)和电流互感器取样。用电阻取样易于实现，电路设计简单，但损耗大，检测信号易受干扰，适用于小功率转换电路。用霍尔元件虽然检测精度较高，但成本、体积常常对于模块电源来说还是无法接受。一般电流互感器的特性介于电阻和霍尔元件之间，是用得最多的一种电流检测方法。

第一种：电阻(分流器)法。电阻(分流器)输入和输出之间没有电气隔离，损耗大，检测信号易受干扰。此外检测高频或大电流时，带有电感性，电阻(分流器)接入既影响被测电流波形，也不能真实传递非正弦波形。

第二种：霍尔电流传感器法。特点：霍尔电流传感器输出电压同流过一次侧电流成正比，线性度好，动态性能好，响应速度快但精度不高。

第三种：电流互感器法。绝缘难度大，特别是500kV以上；动态范围小，电流较大时CT会出现饱和现象，饱和会使二次保护不能正确识别故障现象。CT开路会产生高压，危机人身和设备安全。

因此，现阶段交流电能表检定时，电流测量存在较大的角差和比差的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种高精密交流电流测试装置，以提高交流电能表检定准确性及效率。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了一种高精密交流电流测试装置，包括：

I/V转换电路及模数转换电路，所述I/V转换电路包括依次连接的双级互感器、采样电路、低噪声小信号放大器及高精度跟随器；

所述双级互感器将被检电流转换成小电流；

所述采样电路将小电流经过不同量程采样处理转换为可被模数转换电路测量的电压；电压经过低噪声小信号放大器和高精度跟随器后传输至模数转换电路进行数据采集。

第二方面，公开了一种高精密交流电流测试方法，包括：

被检电流经过双级互感器转换成小电流再经过不同量程的采样电路转换为可被ADC测量的电压；

电压经过低噪声小信号放大器和高精度跟随器后传输至ADC进行数据采集。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本方案在电能表检定过程中电流测量采用了双级互感器测量方式，并运用温度控制电路保证高精度的电压基准，使得电流比差及角差测量精度达到更高的水平。

本方案实现方法相比一般的交流电流测量方法，将电流测量精度提高至50ppm，其中比差测量误差降至20ppm，角差测量误差降至0.001°，从而大大提高了电能表检定准确性。

本公开技术方案经过电路试验和测试校准，很好的应用在交流电流测量、功率测量和电能测量等方面。电流测量精度提高至50ppm。