[发明专利]具有功率测量功能的仪器的相频校准方法及系统

说明书

本发明提供了一种具有功率测量功能的仪器的相频校准系统及方法，该方法包括：S1：依据电压、电流量程值输出相应的电压和电流信号；并确定校准频率点及各频率点下的校准相位点；S2：采集待校准仪器输出的测量值；S3：得到相位延迟平均值；S4：依据相位延迟平均值以及频率值，确定相位误差值；S5：重复步骤S3和S4，得到所有校准频率点的相位误差值；S6：对S4得到相位误差值进行差值或者拟合运算，得到该电压量程值和电流量程值组合下的校准参数；S7：取不同的电压量程值和电流量程值的组合，重复步骤S1至S6，得到所有电压量程值和电流量程值组合下的校准参数。S8：依据S7得到的校准参数，完成所有电压量程值以及电流量程值组合下相频校准。

技术领域

本发明涉及具有功率测量功能的仪器，尤其涉及一种具有功率测量功能的仪器的相频校准方法及系统。

背景技术

功率分析仪、电能质量分析仪等具备功率测量功能的仪器仪表在应用之前，都需要通过校准修正因电压、电流针对同一频率信号的不同延时而导致的功率、功率因数角等相位敏感参数的误差。

由于这类功率测量的仪表量程多，因此校准方法决定最终计量精度，校准时间决定生产效率。目前的相频校准方法大多采用人工手动校准的方法，该方式效率低下、精度不高、校准周期长；一些自动校准的方法则需要通过扫描大量量程，或者单纯的电压相位或者电流校准，且不能同时对多台装置同时进行校准。这些校准方法都不能满足功率测量的仪器相频校准的精度和效率要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何实现自动对多台装置进行相频校准，且能保证一定的精度和效率。

本发明提供了一种具有功率测量功能的仪器的相频校准方法，包括如下步骤：

S1：标准功率源依据一个电压量程值以及电流量程值输出相应的电压和电流信号至各待校准仪器；并确定若干校准频率点及各频率点下的校准相位点；

S2：采集待校准仪器输出的测量值，直至完成所需相位点的测量；该测量值包括电流、电压相位值；

然后，针对步骤S1中确定的每个校准频率点：

S3：依据各校准相位点对应的所述步骤S2中自待校准仪器输出的电流、电压相位值以及步骤S1中输出至待校准仪器的电流、电压相位值，得到该校准频率点下的电流和电压的相位延迟平均值；

S4：依据步骤S3确定的电流和电压的相位延迟平均值以及该校准频率点的频率值，确定该校准频率点的相位误差值；

S5：重复步骤S3和S4，得到所有校准频率点的相位误差值；

S6：对步骤S5得到的校准频率点和相位误差值，进行差值法(利用函数f(x)在某区间中插入若干点的函数值，作出适当的特定函数)或者拟合运算(使得该函数与已知点集的差别最小)，得到校准参数；

S7：取不同的电压量程值和电流量程值的组合，重复步骤S1至S6，得到所有电压量程值以及电流量程值组合下的校准参数；

S8：依据步骤S7得到的校准参数，完成所有电压量程值和电流量程值下的相频校准。

可选的，在所述步骤S1中，输出电压的有效值为相应电压量程值的0.5-1倍，输出电流的有效值为相应电流量程值的0.5-1倍，输出电压和电流信号始终保持同频。

可选的，在所述步骤S1中，输出电压的有效值为相应电压量程值的0.75倍，输出电流的有效值为相应电流量程值的0.75倍，能够精确测量其幅频特性从而提高校准精度。

可选的，在所述步骤S3中，电流的相位延迟平均值依据以下公式计算得到：

电压的相位延迟平均值依据以下公式计算得到：