[发明专利]设置有自校准装置的电场测量设备及自校准方法

权利要求书

1.一种设置有自校准装置的电场测量设备，其特征在于，长期固定地设置在变电站附近，包括：

电容传感器；

采样电阻，其分别与电容传感器的两个极板相连；

信号处理电路，与采样电阻的两端相连，在测量空间电场强度时，用于确定采样电阻的两端的实际交流电压，所述信号处理电路是电场测量设备出厂时自带的；

电场强度确定单元，在测量空间电场强度时，用于根据所述实际交流电压和自校准装置生成的校准系数，确定所述电容传感器所在电场的强度；其中，所述电场强度确定单元是电场测量设备出厂时自带的，在开放给后续附加的自校准装置后，接受并使用自校准装置生成的校准系数；

作为向电场测量设备内增加的嵌入式设备，自校准装置包括：

电压霍尔传感器、信号调制电路和模数转换模块；所述信号调制电路分别与所述电压霍尔传感器和所述模数转换模块连接；

所述自校准装置还包括：

校准控制单元，用于根据校准计划，逐次确定校准电压；

可控电压源，用于输出与校准电压对应的交流电压；

与所述采样电阻串联的开关；

在自动校准时，

所述校准控制单元还用于生成校准开始指令及校准停止指令；

所述可控电压源响应于所述校准开始指令，输出与校准电压对应的交流电压；相应地，所述可控电压源响应于所述校准停止指令，输出零电压；

所述开关响应于所述校准开始指令，从断开切换为闭合；

相应地，所述开关响应于所述校准停止指令，从闭合切换为断开；

所述开关闭合时，将所述可控电压源输出的交流电压施加在采样电阻的两端；

所述电压霍尔传感器与所述采样电阻的两端连接，将采样电阻上的实际电压转换为小电压信号，并发送至所述信号调制电路；

所述模数转换模块用于将所述信号调制电路输出的模拟信号转换为数字信号；

校正系数更新单元，用于从所述模数转换模块获取该数字信号，处理为采样电阻的两端的实际交流电压；并根据采样电阻的两端的实际交流电压与校准控制单元确定的校准电压，更新校准系数；

校正系数传递单元，用于将校准系数发送至所述电场强度确定单元；

所述自校准装置还包括：

开关控制单元和光耦输出模块；

所述开关包括继电器线圈和继电器触点；所述继电器触点与所述采样电阻串联；

所述开关控制单元响应于所述校准开始指令，生成继电器线圈驱动信号，并经光耦输出模块驱动继电器线圈，使得继电器线圈得电，将所述继电器触点闭合；

所述开关控制单元响应于所述校准停止指令，生成继电器线圈驱动信号，并经光耦输出模块驱动继电器线圈，使得继电器线圈失电，将所述继电器触点断开；

在所述校准控制单元为红外遥控模块或物联网内的远程控制单元时，所述自校准装置还包括：

遥控指令接收模块和校准启停控制单元；

所述遥控指令接收模块响应于所述校准开始指令，生成校准开始信号；

所述校准启停控制单元根据所述校准开始信号，生成控制可控电压源开启的控制信号及控制开关控制单元开启的控制信号；

所述遥控指令接收模块响应于所述校准停止指令，生成校准停止信号；

所述校准启停控制单元根据所述校准停止信号，生成控制可控电压源停止的控制信号及控制开关控制单元停止的控制信号。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述可控电压源包括直流侧、交流侧、逆变电路和驱动模块；

所述直流侧为直流电源；

所述交流侧与所述采样电阻的两端连接；

所述自校准装置还包括驱动控制信号生成模块；

所述驱动控制信号生成模块根据所述校准电压，生成驱动控制信号；

所述驱动模块响应于所述驱动控制信号，生成驱动信号；

所述逆变电路受控于所述驱动信号，在交流侧输出与校准电压对应的交流电压。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，

所述自校准装置还包括电平转换模块；

所述驱动模块为功率放大模块；

所述电平转换模块将所述驱动控制信号进行电平转换，得到转换后的驱动控制信号；

所述功率放大模块将所述转换后的驱动控制信号进行功率放大，得到驱动信号。

4.一种电场测量设备的自校准方法，其特征在于，所述电场测量设备设置有如权利要求1至3任一项所述的自校准装置，包括：

根据校准计划，确定校准电压，并控制可控电压源输出与校准电压对应的交流电压；

控制与采样电阻串联的开关闭合，将所述交流电压施加在采样电阻的两端；

从模数转换模块确定采样电阻两端的实际交流电压；

根据实际交流电压与校准电压，生成校准系数；

所述校准系数用于电场测量设备的电场强度确定单元根据其确定的实际交流电压和该校准系数，确定电场测量设备的电容传感器所在电场的强度。