[发明专利]测量电压的方法和装置

说明书

本发明总的来说涉及电压测量技术领域，更具体地说涉及电子功率表中使用的电压测量技术。

在电子功率表中，必须准确测量具有较大幅度或至少较大平均值或RMS值的电压。一种方法是用电阻分压器将电压分为可以用常规电压测量装置如模拟-数字转换器(ADC)的电压范围。但是，用传统方法得到的测量精度是受到分压器的电阻值的不确定性所限制的。电阻值的精度可受许多因素的影响，包括温度影响和过压条件的影响。此外，电阻值的初始精度也不是十分理想的。

因此，本发明的目的就是利用分压器网络提供精确测量未知电压(V_IN)的技术，在该方法中，电阻值的不确定性(例如由温度变化引起的)并不影响测量。根据本发明的方法，包括的步骤为，将未知电压分成至少三部分电压，测量这些部分的电压并在这些部分的电压基础上计算出未知电压。

在最佳实施例中，将未知电压分压的步骤包括，利用包括第一，第二，第三电阻器装置的分压器将未知电压分压的步骤，测量部分电压的步骤包括测量第一电阻器装置上的第一电压(Vo₁)第二电阻器装置上的第二电压(Vo₂)，第三电阻器装置上的第三电压(Vo₃)。

计算未知电压的步骤包括按照下述等式计算V_IN：

V_IN=Vo₁×Vo₂×Vo₃/[(Vo₁×Vo₃)+(Vo₂×Vo₃)-(Vo₁×Vo₂)]

另外，也可以利用下述任一等式计算V_IN：V_IN=Vo₁/K1

V_IN=Vo₂/K2

V_IN=Vo₃/K3

其中K1,K2和K3分别为Vo₁,Vo₂和Vo₃的函数，在另一个实施例中，K1,K2和K3可以用下述等式计算出来：K1=[(Vo₁×Vo₃)十(Vo₂×Vo₃)-(Vo₁×Vo₂)]/(Vo₂×Vo₃)K2=[(Vo₁×Vo₃)+(Vo₂×Vo₃)-(Vo₁×Vo₂)]/(Vo₁×Vo₃)K3=[(Vo₁×Vo₃)+(Vo₂×Vo₃)-(Vo₁×Vo₂)]/(Vo₁×Vo₂)另外，K1,K2及K3也可以从下面的等式计算出来；K1=R₂/(R₁+R₂)K2=R₃/(R₁+R₃)K3=R₂×R₃/(R₁×R₂+R₁×R₃+R₂×R₃)

其中R₁,R₂和R₃分别代表第一、第二和第三电阻器装置的近似的电阻值。

本发明的另一个实施例进一步包括在未知电压的若干个周期中，测Vo₁,Vo₂和Vo₃的若干个样值步骤。

在另一个实施例中，还包括记录样值Vo₁,Vo₂和Vo₃的测量顺序的步骤。

在另一个实施例中，还包括计算K1,K2和K3的平均值的步骤。