[发明专利]一种低耗时数字积分器及应用其的大电流测量装置

说明书

本发明提出一种低耗时数字积分器，其主体为数值数据积分器，采用累加计算原理，其计算序列为：a(1),a(1)+a(2),a(1)+a(2)+a(3),...,sum(a)包括低耗时算法：其中，f(n)为待积分函数n次相加的和，x(n‑1)为中间变量。本发明通过优化积分器算法，用软件代替硬件，减少外围设备，降低大电流测量成本，提高准确度，并利用罗氏线圈作为采集端，无磁芯饱和现象发生，测量准确，使用灵活。

技术领域

本发明涉及电流采样技术领域，尤其是一种低耗时数字积分器及应用其的大电流测量装置。

背景技术

现场大电流测量一般采用一次侧互感器，现将大电流转换成小电流，然后通过电表内的互感器再采集电流。参考中国专利公开号为CN205880037U的一种交流电大电流的测量系统，提供一种交流电大电流的测量系统，对交流电大电流进行分流，达到用普通电流互感器测量大电流的目的。交流电大电流通过分流后，对其中一个分流电流进行测量。分流导体横截面积累计不小于大电流导体的横截面积。大电流导体与分流导体连接部分导体的长度不小于大电流导体的横截面直径。分流导体，在与大电流导体为同心圆的圆周上均匀分布。在其中一条分流导体上装配电流互感器，测量电流值。将测量电流值按相应倍数扩大，得出大电流数值。存在以下缺点：互感器磁性会受磁场影响，导致电流的采样精度降低；大电流互感器一般体型较大，需要有足够的安装空间，消耗成本及对安装的要求提高；大电流互感器后端再接一级电表内的小互感器，则一共需要两级互感器，减少了可靠性；安装不方便。

发明内容

本发明解决了现有技术大电流的采样精度低、成本高的问题，提出一种低耗时数字积分器及应用其的大电流测量装置，通过优化积分器算法，用软件代替硬件，减少外围设备，降低大电流测量成本，提高准确度，并利用罗氏线圈作为采集端，无磁芯饱和现象发生，测量准确，使用灵活。

为实现上述目的，提出以下技术方案：

一种低耗时数字积分器，其主体为数值数据积分器，采用累加计算原理，其计算序列为：

a(1),a(1)+a(2),a(1)+a(2)+a(3),...,sum(a)

包括低耗时算法：

其中，f(n)为待积分函数n次相加的和，x(n-1)为中间变量。

由于使用了中间变量，将其中每次算点的时候不用每次都从第一个点算起，减少重复工作，计算量为1024*4,每1024个积分会消耗7ms左右，这样即使三路电流通道，运算时间也不会超过25ms，占比160ms的采样时间比例较低，还有足够的时间可以运行部分功能，使其能够在单片机上运行。

作为优选，所述低耗时算法的获取过程如下：

对于同一计算序列：

a(1),a(1)+a(2),a(1)+a(2)+a(3),...,sum(a)；

待积分函数n次相加的和f(n)的计算过程如下：

f(1)＝0

……

定义一个中间变量x序列为：

x(1)，x(2)，x(3)，…，x(n-1)，x(n)；

将中间变量x序列插入计算公式中得到：

f(1)＝a(1)-a(1)·x(1)＝a(1)；