[发明专利]一种数字式交流电流比较仪及校准方法

说明书

本发明公开了一种数字式交流电流比较仪及校准方法，包括输入电路、电流检测电路、模拟开关、测量电路和CPU；所述输入电路的输出端和电流检测电路的输入端相连，所述电流检测电路的输出端和模拟开关的输入端相连，所述模拟开关的输出端和测量电路的输入端相连，所述测量电路的输出端和CPU的输入端连接；所述输入电路用于将外部待测交流电流送至电流检测电路，所述电流检测电路用于将外部待检测交流电流转化为电压输出至模拟开关，所述模拟开关用于选择电压信号输出至测量电路，所述测量电路用于将电压信号转换为数字信号输出至CPU，所述CPU输出控制信号至模拟开关用于选取电压信号至测量通道。

技术领域

本发明属于交流电测计量领域，尤其涉及一种数字式交流电流比较仪及校准方法。

背景技术

进行高精度交流阻抗测量时，用交流电流比较仪测量待测阻抗和标准阻抗的电流比K和相位差φ从而得到待测阻抗。对电容型试品来讲，电流比相当于电容量，相位差相当于介质损耗因数。传统交流电流比较仪由铁芯和线圈等组成，基于零磁通工作原理，其电流比的测量精度达0.001％以上，但是其相位差相对测量精度只有0.5％，无法满足介质损耗因数的测量和传递需要。传统交流电流比较仪的相位差测量范围很小，只能测量同类型的阻抗，不能直接比对不同类型的阻抗，比如标准电阻和标准电容之间的相互传递。目前电阻测量已十分准确和方便，但是电容量标准只能依靠传递，不同的溯源渠道可能存在误差，给标准维护造成不便。传统电流比较仪没有自校准功能，需要外接高等级标准进行校验。以往对传统交流电流比较仪的数字化改造只限于增加操作方便性，受测量原理限制，传统交流电流比较仪几乎无法进一步提高相位差测量精度。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种数字式交流电流比较仪，和传统的交流电流比较仪相比，能满足介质损耗因数的测量和标准传递需要，其相位差测量精度远高于传统交流电流比较仪，同时由于其相位测量范围没有限制，除了能进行同类型阻抗的比对外，也能进行不同类型的阻抗比对，特别是能利用高精度电阻得到电容的绝对值，大大方便了电容基准的检测，其自带校准电流源，可以对仪器自身误差进行校准或检定。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

在一个或多个实施方式中，该公开的一种数字式交流电流比较仪，包括输入电路、电流检测电路、模拟开关、测量电路和CPU；

所述输入电路的输出端和电流检测电路的输入端相连，所述电流检测电路的输出端和模拟开关的输入端相连，所述模拟开关的输出端和测量电路的输入端相连，所述测量电路的输出端和CPU的输入端连接；

所述输入电路用于将外部待测交流电流送至电流检测电路，所述电流检测电路用于将外部待检测交流电流转化为电压信号送至模拟开关，所述模拟开关用于选取电压信号送至测量电路，所述测量电路用于将电压信号转换为数字信号送至CPU，所述CPU用于输出控制信号控制模拟开关选取电压信号至测量通道。

进一步的技术方案，所述输入电路至少包括一个校准电流源CT，所述输入电路将所述的校准电流源CT的电流送至电流检测电路，所述电流检测电路包括采样电阻，所述校准电流源CT用于对采样电阻的阻值和附加相移进行校准。

进一步的技术方案，所述校准电流源CT为微型电流互感器，包括一次线圈和二次线圈，所述一次线圈与二次线圈之间完全屏蔽隔离。

进一步的技术方案，所述采样电阻有多个阻值档位，所述采样电阻在继电器控制下切换以适应不同电流量程。

进一步的技术方案，所述采样电阻采用低温漂金属箔电阻，所述采样电阻放置于带有恒温控制电路的容器中，容器中装有冷却液。

进一步的技术方案，所述模拟开关的输入端还连接了参考电压和电路地，所述测量电路包括两个测量通道，所述模拟开关包括两个输出端，两个输出端分别连接两个测量通道的输入端，每个通道包含对应的低通滤波器和A/D转换器，所述低通滤波器输出端和A/D转换器的输入端相连，所述A/D转换器的输出端和CPU的输入端相连。