一種基于紅外原理的采樣電阻實時糾偏補償方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于紅外原理的采樣電阻實時糾偏補償方法，包括：建立補償模型、采集溫度信號值、模型單元中得出修正值、分析計算單元得出糾偏值、糾偏得出實時電流值等步驟，其中，溫度采集包括同種多個紅外非接觸式感溫元件，模型單元是在一定時間T內，采集同一溫度下對應的多次電阻值后取平均的曲線模型。本發明利用紅外溫度傳感器進行非接觸式熱輻射測量，采集采樣電阻溫度，熱慣性小，可達千分之一秒；采樣電阻阻值與溫度漂移曲線關系模型單元，反映了采樣電阻在過流、過載、各種惡劣環境溫度等各運行狀態下阻值的變化范圍，涵蓋了設備各種運行狀態過程，具有過程可比性，能達到精確測量的效果。
【專利說明】一種基于紅外原理的采樣電阻實時糾偏補償方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力設備參數檢測【技術領域】，尤其涉及一種基于紅外原理的采樣電阻實時糾偏補償方法。
【背景技術】
[0002]現行使用較多的電流采樣方法有兩種，一種是使用電流互感器；另一種是使用采樣電阻。前者雖然在大電流檢測時表現不錯，但由于價格昂貴，尤其是使用精度高的電流互感器制造儀器時，成本往往是制造普通儀器的幾倍至十幾倍，所以僅適用于使用頻率小且對成本沒有特殊要求的場合。后者由于造價較低，極具經濟實用性，所以普遍適用于各類電氣設備參數測量儀器、各類電源、電動工具、驅動電機或產品的電流采樣。
[0003]使用采樣電阻時，一般需要將電阻放置在需要進行電流采樣的位置，通過測量電阻兩端的電壓值來反饋，進而確定電路中的電流大小。對于一般阻值較小的采樣電阻，可以選用現有的低溫度系數、高精密度、超低阻值的類型，但是部分電阻，由于采樣電壓等要求，必須選擇大阻值電阻，這樣在電阻通電時就會產生熱量，越是大電流，電阻發熱也越大，那么電阻溫度漂移所產生的誤差也越大，例如在電氣完整性測試時，所用大功率直流電源電流甚至超過20A，溫度系數最好的情況下都只能達到±5PPM，如果不對采樣電阻進行糾偏補償，就會對采集的電壓及電流準確性產生很大的影響。
[0004]申請號為201310296475.5的發明專利，公開了一種紅外測溫儀溫度漂移補償的方法，是利用溫度傳感器的函數擬合對紅外測溫儀的溫度漂移現象進行糾偏，屬于對紅外傳感器本身的溫漂現象進行修正。本發明進一步地，僅將紅外傳感器作為檢測手段，不借助其他溫度變送器等多余外設，利用軟件建立的函數曲線來對采樣電阻的溫度漂移現象進行實時糾偏補償。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種基于紅外原理的采樣電阻實時糾偏補償方法，它利用非接觸式感溫手段，實現對采樣電阻的溫度采集，并通過動態函數模型進行補償，從而提高電阻及電流測試的精確度。
[0006]為實現本發明的目的所采用的技術方案是:一種基于紅外原理的采樣電阻實時糾偏補償方法，包括:
建立補償模型，即順次連接采樣電阻、溫度采集模塊及放大電路，并將控制處理模塊與三者分別連接；
測量開始后，由所述控制處理模塊啟動所述溫度采集模塊，采集代表所述采樣電阻溫度值的電信號；
將所述溫度值通過所述放大電路傳送至所述控制處理模塊的模型單元中；
將所述模型單元計算出的電阻值作為修正值，實時傳送給所述控制處理模塊的分析計算單元中； 所述分析計算單元將修正值與實測電阻值進行比較，得出糾偏后的準確電阻值，由此得出精度較高的實時電流值。
[0007]所述溫度采集模塊包括同種多個紅外非接觸式感溫元件。
[0008]所述控制處理模塊包括模型單元與分析計算單元,所述分析計算單元包括DSP芯片，所述模型單元包括存儲動態函數模型的數據存儲器。
[0009]所述動態函數模型是在一定時間T內，采集同一溫度下對應的多次電阻值，然后取其平均值建立相應曲線模型。
[0010]所述放大電路包括信號放大器與A/D轉換器。
[0011]本發明具有下述優點:
1、利用紅外溫度傳感器進行非接觸式熱輻射測量，采集采樣電阻溫度，熱慣性小，可達千分之一秒，能準確采集快速變化的采樣電阻溫度。
[0012]2、采樣電阻阻值與溫度漂移曲線關系模型，作為參與計算的采樣電阻值參考判據，其在投入應用前通過實驗室多次實驗采樣而建立，反映了采樣電阻在過流、過載、各種惡劣環境溫度等各運行狀態下阻值的變化范圍，涵蓋了設備各種運行狀態過程，具有過程可比性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的結構示意圖。
[0014]圖2是本發明的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0015]實施例一
如圖1、圖2所示，一種基于紅外原理的采樣電阻實時糾偏補償方法，包括:建立補償模型、采集代表電阻溫度的信號值、信號值送模型單元中得出修正值、修正值送分析計算單元得出糾偏值、根據糾偏電阻值得出實時電流值等多個步驟。
[0016]首先，要建立補償模型，先順次連接采樣電阻、溫度采集模塊及放大電路，其中，溫度采集模塊包括同種多個紅外非接觸式感溫元件，即紅外溫度傳感器，它們安裝在采樣電阻周邊所設置的固定絕緣板上，能夠通過熱輻射進行熱交換，從而采集采樣電阻溫度。紅外溫度傳感器可以根據實際空間大小，以設置3至8個為宜，并在固定絕緣板上呈離散式排布，各傳感器對外連接均通過屏蔽線號線。
[0017]補償模型還包括控制處理模塊，放大電路可以與控制處理模塊連接，并向控制處理模塊傳送數據，控制處理模塊分別連接采樣電阻與溫度采集模塊，用來控制采樣的啟動
與停止。
[0018]控制處理模塊包括模型單元與分析計算單元，分析計算單元的核心在于DSP芯片，主要實現電阻修正值與測量值的比較與計算；模型單元包括存儲動態函數模型的數據存儲器。
[0019]測量開始之后，由控制處理模塊啟動溫度采集模塊，采集代表所述采樣電阻溫度值的電信號，溫度采集模塊可以選用SMTIR99XX系列的硅基紅外傳感器，這種傳感器的原理是通過大量的熱電偶堆集在底層的硅基上，底層上的高溫接點和低溫接點通過一層極薄的薄膜隔離它們的熱量，高溫接點上面的黑色吸收層將入射的放射線轉化為熱能，由熱電效應可知，輸出電壓與放射線是成比例的。所以，紅外溫度傳感器便能夠通過采集到的電壓信號值，得出該采樣電阻當前的溫度值。
[0020]隨后，將溫度值通過放大電路傳送至控制處理模塊的模型單元中，放大電路包括信號放大器與A/D轉換器，由于模型單元所存儲的動態函數模型，是在一定時間T內，采集同一溫度下對應的多次電阻值，然后取其平均值建立相應曲線模型，其計算過程為數字式，所以需要將紅外傳感器輸出的信號進行放大處理與模數轉換，從而方便進入模型計算，例如所選其模型可以為N次曲線，模型為:
【權利要求】
1.一種基于紅外原理的采樣電阻實時糾偏補償方法，其特征在于，包括以下步驟: 建立補償模型，即順次連接采樣電阻、溫度采集模塊及放大電路，并將控制處理模塊與三者分別連接； 測量開始后，由所述控制處理模塊啟動所述溫度采集模塊，采集代表所述采樣電阻溫度值的電信號； 將所述溫度值通過所述放大電路傳送至所述控制處理模塊的模型單元中； 將所述模型單元計算出的電阻值作為修正值，實時傳送給所述控制處理模塊的分析計算單元中； 將所述分析計算單元將修正值與實測電阻值進行比較，得出糾偏后的準確電阻值，由此得出精度較高的實時電流值。
2.如權利要求1所述的采樣電阻實時糾偏補償方法，其特征在于:所述溫度采集模塊包括同種多個紅外非接觸式感溫元件。
3.如權利要求1所述的采樣電阻實時糾偏補償方法，其特征在于:所述控制處理模塊包括模型單元與分析計算單元，所述分析計算單元包括DSP芯片，所述模型單元包括存儲動態函數模型的數據存儲器。
4.如權利要求1所述的采樣電阻實時糾偏補償方法，其特征在于:所述動態函數模型是在一定時間T內，采集同一溫度下對應的多次電阻值，然后取其平均值建立相應曲線模型。
5.如權利要求1所述的采樣電阻實時糾偏補償方法，其特征在于:所述放大電路包括信號放大器與A/D轉換器。
【文檔編號】G01R19/32GK103869151SQ201410110562
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】李景祿, 程鳳鳴, 張亮, 張春輝, 周易龍, 李政洋, 楊勻陽 申請人:國網河南省電力公司漯河供電公司, 長沙信長電力科技有限公司
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