[发明专利]一种电流传感器频响带宽测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种电流传感器频响带宽测量装置及方法，其中，所述装置包括：依次连接的一充电单元、一电能存储单元、一电流波形产生单元、一电流传感器、一电压采样单元和一中央处理单元，其中，所述电能存储单元通过一电压检测单元与所述中央处理单元连接，且该中央处理单元还与所述充电单元连接；所述方法包括：利用方波、脉冲波、多谐波等作为输入电流传感器的被测电流信号，并利用电流传感器的输出信号衡量电流传感器的频响带宽特性。本发明明显降低了测量评估电流传感器频响和带宽特性的难度，实用方便，结果可靠，值得推广。

技术领域

本发明涉及一种电流传感器频响带宽测量装置及方法。

背景技术

电流传感器广泛用于发电、变电、输电、配电和用电的线路中，各种用电场合的电流大小十分悬殊，从几安到几万安不等，而且既有直流电流测量需求，也有交流电流测量需求，还有高频电流测量需求。因此，将不同量级的电流按照比例转换为比较统一的电压，既方便测量，又方便控制，还有利于采取保护。尤其，隔离式电流传感器不仅降低了直接测量高电压线路带来了风险，而且还降低了实际操作的危险性，提高了隔离式电流传感器的使用率。

随着国民生产生活的不断进步和环保意识的逐步加强，电能质量的精确测量提上日程。如何准确的测量电流获得更真实的电流信息成了工业用电、民用用电等行业迫切需要解决的课题。用不同频率的正弦电流信号当作被测电流，通过考察电流传感器的输出信号是电流传感器的频响和带宽特性评估的常用的传统方法。传统的电流传感器频响带宽测量评估通常需要有初级额定输入电流源、次级输出测量设备，其中额定输入电流源需要能在不同频率点提供额定的准确电流以被测量。根据每一频率点，电流传感器的输出与被测电流的比值来确定电流传感器的频响带宽。因此，该传统方式对变频率的正弦电流源提出较高的要求，尤其，在电流传感器有较大量程时，对大幅值高频电流源的要求严重限制了电流传感器频响和带宽的评估工作。

总的来说，传统的电流传感器的频响和带宽的评估方法的主要不足如下：

1、需要有高准确度大容量且频率连续可宽范围调节的电流源，否则不能满足电流传感器的满量程频响带宽的评估；

2、事实上，精确的高频大电流电源在制作和实现方面会有较大的难度和较高的成本；

3、每频率点逐点测试，耗时耗力，增加了测试评估成本；

4、忽略了飞速发展的数字信号和数字信息处理技术；等等。

鉴于传统方法测量电流传感器频响带宽的以上诸多不足，目前需要对电流传感器频响带宽的测量技术进行改进。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题并发挥数字信号在信息比对方面的优势，本发明旨在提供一种电流传感器频响带宽测量装置及方法，以降低测量评估电流传感器频响和带宽特性的难度和成本。

本发明之一所述的一种电流传感器频响带宽测量装置，其包括：依次连接的一充电单元、一电能存储单元、一电流波形产生单元、一电流传感器、一电压采样单元和一中央处理单元，其中，所述电能存储单元通过一电压检测单元与所述中央处理单元连接，且该中央处理单元还与所述充电单元连接，其中：

所述中央处理单元配置为：一方面控制所述充电单元为电能存储单元充电，并在充电完成后控制所述电能存储单元向电流波形产生单元供电，并使该电流波形产生单元产生方波、脉冲波或多谐波电流作为输入所述电流传感器的被测电流信号，另一方面根据所述电压检测单元检测到的电能存储单元的电压变化值和电压变化时间，计算获得所述被测电流信号的频率幅值和相位信息，并根据所述电压采样单元从电流传感器采集到的信号，计算获得所述电流传感器的输出信号的频率幅值和相位信息，最后比对所述被测电流信号的频率幅值和相位信息与所述电流传感器的输出信号的频率幅值和相位信息，以确定所述电流传感器的频响和带宽特性。