[发明专利]在线测量电流的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于电子测量技术领域，更具体的说涉及一种在线测量电 流的方法和装置。

背景技术

以往，为了测量电流，需要把电流表串接到电流回路中，测量后 再将电流表取出，因而不但影响电路的正常工作，操作上也很不方便。 对此，人们不断寻找新的测量方法，如中国专利200610157793.3“在 线测量直流系统和方法”就记载了一种测量方法，这种方法虽然不用 再将电流表接入电流回路中，但在测量工程中还是需要关断回路的正 常工作电流，因而仍然对被测回路的工作造成干扰。中国专利 CN85107432.A“在线直流电流测量方法及在线电流表”披露了另一种 测量方法，该方法可以直接测量回路中的电流，而不必中断被测电路 的工作，但是其缺点是测量设备要提供与工作电流相同的电流，当要 测量的电流达到100MA～1A时，就不再适合于便携式仪表，当要测量 的电流达到1A～20A时，则将使测试设备的电源变得非常复杂，另外， 这种测量方法还存在容易受外界因素影响，工作可靠性差的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种在线测量 电流的方法，以及实现这种方法的装置。

本发明的技术方案如下：

一种在线测量电流的方法，具体为：

1)在被测电路中选取一具有线性阻抗的元件；

2)在被测电路保持正常工作状态下，测取所选元件两端的电压， 并且在所选元件两端并接一测试电源，再次测取所选元件两端的电压， 以及测取由测试电源和所选元件所构成的回路中电流；

3)通过计算得出所要测量的电流值。

在进行上述步骤2)之前，首先确定所选元件中工作电流的性质， 然后根据被测量电流的性质，再进行后面的步骤2)、步骤3)。

当被测量电流为直流时，首先用电压测量装置测取所选元件两端 的电压，得到一电压值V1；然后，在所选元件两端并接一直流测试电 源，使由该直流测试电源和所选元件构成的回路中产生一测试电流I1， 并同时测取所选元件两端的电压，得到一电压值V2；最后，通过公式： I＝I1×V1/(V2-V1)计算得出被测电路中的直流工作电流。

当被测量电流为直流时，也可按如下方式进行测量：用输出方波 脉冲信号的测试电源，串联电流测量装置后，并联在所选元件的两端， 同时在所选元件两端并联电压测量装置，分别测取输出方波高电平时 的电压Vth、电流Ith和输出方波低电平时的电压Vtl、电流Itl，最 后通过公式I＝(Ith*Vtl-Vth*Itl)/(Vth-Vtl)计算出所选元件中的直 流工作电流I。

当被测量电流为直流时，还可按如下方式进行测量：首先，用电 压测量装置测取所选元件两端的电压，得到一电压值V1；然后，用发 出正弦波的交流测试电源与串联在交流测试电源上的选频电流测量装 置并联在所选元件的两端，测取测试电流It，用选频电压测量装置测 取所选元件两端的电压Vt，计算出阻抗值Z＝Vt/It；最后，通过公式 I＝V1/R计算出所选元件中的工作电流I，其中R为Z的实部。

当被测量电流为交流时，其测量步骤为：首先，用选频电压测量 装置测取所选元件两端的电压V；然后，用发出正弦波的交流测试电源 与串联在测试电源上的选频电流测量装置并联在所选元件的两端，测 取测试电流It，用选频电压测量装置测取所选元件两端的电压Vt，计 算出阻抗值Z＝Vt/It；最后，通过公式I＝V/Z计算出所选元件中的工作 电流I，其中的Z、Vt、It、V、I均为矢量。

当被测量电流包含有多种频率的交流成分时，首先，利用选频电 压测量装置分别测取所选元件两端各个频率下的电压V1、V2...Vn；然 后，用发出正弦波的交流测试电源与串联在测试电源上的选频电流测 量装置并联在所选元件的两端，测取电流It，用选频电压测量装置测 取所选元件两端的电压Vt，计算出阻抗值Z＝Vt/It；最后，通过公式 I＝V/Z计算出各个频率下的电流I1、I2...In，并通过公式I＝Vd/R+∑ Ii计算出所选元件中的工作电流I，其中i＝1、2...n，Z、Vt、It、V、 I均为矢量。