位置相关非接触式电压和电流测量制造技术

本发明专利技术题为“位置相关非接触式电压和电流测量”。本文提供了用于操作和校准测量设备的系统和方法。该测量设备生成参考电流信号并感测被测导体中的参考电流信号，感测到的信号用于确定校准因子或被测导体的位置。一种校准系统可控制校准电压源选择性地在校准导体中输出校准电压。该校准系统可从电参数测量设备获得由电参数测量设备在测量校准导体时捕获的数据。此类数据可包括一个或多个参考电流测量结果、一个或多个电压测量结果等。该校准系统利用所获得的测量结果来生成校准数据，该校准数据可存储在电压测量设备上，从而在后续操作期间使用。该校准数据可包括一个或多个查找表、用于一个或多个数学公式的系数等。

Position dependent contactless voltage and current measurement

The invention is entitled \position related non-contact voltage and current measurement\. This paper provides a system and method for operating and calibrating measuring equipment. The measuring device generates a reference current signal and senses the reference current signal in the measured conductor, which is used to determine the calibration factor or the position of the measured conductor. A calibration system can control the calibration voltage source to selectively output the calibration voltage in the calibration conductor. The calibration system can obtain the data captured by the electrical parameter measuring equipment when measuring the calibration conductor from the electrical parameter measuring equipment. Such data may include one or more reference current measurements, one or more voltage measurements, etc. The calibration system uses the measurement results obtained to generate calibration data, which can be stored on a voltage measuring device for use during subsequent operations. The calibration data may include one or more lookup tables, coefficients for one or more mathematical formulas, etc.

【技术实现步骤摘要】
位置相关非接触式电压和电流测量
技术介绍
。
本公开整体涉及电参数测量设备，并且更具体地讲，涉及用于电参数测量设备的位置相关校准。相关领域的描述电压表是用于测量电路中的电压的仪器。测量不止一种电特性的仪器称为万用表或数字万用表(DMM)，并且用于测量服务、故障排除和维护应用通常需要的许多参数。此类参数通常包括交流(AC)电压和电流、直流(DC)电压和电流以及电阻或通断性。还可以测量其他参数，诸如功率特性、频率、电容和温度，以满足特定应用的要求。对于测量AC电压的常规电压表或万用表而言，需要使至少两个测量电极或探头与导体流电接触，这通常需要切除绝缘电线的一部分绝缘体或提前提供测量端子。除了需要暴露的线或端子以用于流电接触之外，将电压表探头接触到剥离的线或端子的步骤可能也是相对危险的，因为存在被电击或触电身亡的危险。可使用“非接触式”电压测量设备来检测交流(AC)电压的存在，而不需要与电路进行流电接触。另外，对于一些电参数测量设备，诸如电流钳或分裂铁芯式变压器，被测导体可以自由定位在测量设备的前端或探头端内的各种物理位置。在某些情况下，被测导体的可变位置可能对被测导体的一个或多个电参数（例如，电压、电流、功率）的测量产生不利影响，从而导致测量结果不准确。因此，当执行一个或多个电参数的测量时，确定被测导体的位置并且/或者补偿所确定的位置应当是有利的。
技术实现思路
一种电参数测量设备可概括为包括：前端，其包括开口，该开口的大小和尺寸设定成接纳被测导体；多个导电传感器，其被定位成靠近前端；一个或多个参考电压源，其耦接到多个导电传感器，该一个或多个参考电压源操作以在导电传感器中的每一个中输出参考电压；控制电路系统，其通信地耦接到一个或多个参考电压源和多个导电传感器，其中该控制电路系统在操作中控制一个或多个参考电压源在导电传感器中的每一个中输出参考电压；对于导电传感器中的每一个，当相应参考电压源在导电传感器中输出参考电压并且被测导体定位在电参数测量设备的前端的开口中时，获得指示由导电传感器测量的参考信号的参考电流信号数据点；并且至少部分地基于针对多个导电传感器中的每一个获得的参考电流信号数据点来确定待应用于被测导体的电参数测量结果的校准因子。控制电路系统在操作中可将所确定的校准因子应用于电参数测量结果，以生成校准的电参数测量结果。电参数测量结果可包括电压、电流或功率中的一者或多者。多个导电传感器可包括两个或三个导电传感器。该电参数测量设备可包括非接触式电压测量设备、电流钳或分裂铁芯式变压器。控制电路系统在操作中可使用参考电流信号数据点在多个先前确定的校准点之间内插，以确定待应用于电参数测量结果的校准因子。控制电路系统在操作中可将参考电流信号数据点输入到先前确定的校准公式中，以确定待应用于电参数测量结果的校准因子。多个导电传感器可被定位成靠近电参数测量设备的前端，由此使得对于针对多个导电传感器获得的每一组参考电流信号数据点，控制电路系统确定被测导体的单个位置。控制电路系统可至少部分地基于所确定的被测导体的单个位置来确定校准因子。多个导电传感器中的至少两个可彼此共面。多个导电传感器中的每一个具有长度尺寸和宽度尺寸，并且该长度尺寸大于该宽度尺寸。控制电路系统在操作中确定参考电流信号数据点中的每一个的校准因子。控制电路系统在操作中确定参考电流信号数据点中的每一个的校准因子的加权组合以用作校准因子。加权组合可包括线性加权组合或指数加权组合中的至少一者。一种操作以校准电参数测量设备的校准系统，其中该电参数测量设备在操作中在多个导电传感器中生成参考电流信号，并且经由该多个导电传感器感测被测导体中的参考电流信号，该校准系统可概括为包括：可控校准电压源，其操作以选择性地在校准导体中输出电压；导体位置控制系统，其操作以选择性地控制校准导体相对于被校准电参数测量设备的多个导电传感器的位置；和控制电路系统，其可通信地耦接到可控校准电压源、导体位置控制系统和电参数测量设备，其中该控制电路系统在操作中：获得多个校准点，其中为了获得校准点中的每一个，该控制电路系统：控制导体位置控制系统将校准导体移动到靠近电参数测量设备的多个导电传感器的新物理位置；控制电参数测量设备在导电传感器中的每一个中输出参考电压；对于导电传感器中的每一个，获得指示由导电传感器测量的参考信号的参考电流信号数据点；对于导电传感器中的每一个，至少部分地基于针对导电传感器获得的参考电流信号数据点、校准导体的已知电压和从电参数测量设备接收的校准导体的测量的电压来确定校准因子；逻辑上将多个校准因子与校准导体的当前位置相关联；并且基于获得的多个校准点来确定校准数据；并且将校准数据存储在至少一个非暂态处理器可读存储介质上，以供一个或多个电参数测量设备后续使用。校准数据可包括查找表，其在操作中允许电参数测量设备确定用于特定参考电流信号测量结果的校准因子。校准数据可包括用于一个或多个数学公式的系数。一种操作校准系统以校准电参数测量设备的方法，其中该电参数测量设备在操作中在多个导电传感器中生成参考电流信号，并且经由该多个导电传感器感测被测导体中的参考电流信号，该方法可概括为包括：针对每个校准点，通过以下过程获得多个校准点：在电参数测量设备在导电传感器中的每一个中输出参考电压时，将校准导体移动到靠近电参数测量设备的多个导电传感器的新物理位置；对于电参数测量设备的导电传感器中的每一个，获得指示由导电传感器测量的参考信号的参考电流信号数据点；对于导电传感器中的每一个，至少部分地基于针对导电传感器获得的参考电流信号数据点、校准导体的已知电压和从电参数测量设备接收的校准导体的测量的电压来确定校准因子；逻辑上将多个校准因子与校准导体的当前位置相关联；并且基于获得的多个校准点来确定校准数据；并且将校准数据存储在至少一个非暂态处理器可读存储介质上，以供一个或多个电参数测量设备后续使用。确定校准数据可包括生成查找表，该查找表在操作中允许电参数测量设备确定用于特定参考电流信号测量结果的校准因子。确定校准数据可包括确定用于一个或多个数学公式的系数。附图说明在附图中，相同的附图标记指示相似的元件或动作。附图中的元件的大小和相对位置不一定按比例绘制。例如，各种元件的形状和角度不一定按比例绘制，并且这些元件中的一些可能被任意地放大和定位，以提高附图的可读性。此外，绘制的元件的特定形状不一定意图传达关于特定元件的实际形状的任何信息，并且可能仅为了便于在附图中识别而被选择。图1A是根据一个例示的具体实施的环境的绘画示意图，在该环境中操作者可使用包括参考信号型电压传感器的非接触式电压测量设备来测量绝缘线中存在的AC电压，而不需要与该线流电接触。图1B是根据一个例示的具体实施的图1A的非接触式电压测量设备的俯视图，示出了在绝缘线和非接触式电压测量设备的导电传感器之间形成的耦合电容、绝缘导体电流分量以及非接触式电压测量设备和操作者之间的体电容。图2是根据一个例示的具体实施的非接触式电压测量设备的各种内部部件的示意图。图3是根据一个例示的具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电参数测量设备，包括：/n前端，所述前端包括开口，所述开口的大小和尺寸设定成接纳被测导体；/n多个导电传感器，所述多个导电传感器被定位成靠近所述前端；/n一个或多个参考电压源，所述一个或多个参考电压源耦接到所述多个导电传感器，所述一个或多个参考电压源操作以在所述导电传感器中的每一个中输出参考电压；/n控制电路系统，所述控制电路系统通信地耦接到所述一个或多个参考电压源和所述多个导电传感器，其中所述控制电路系统在操作中：/n控制所述一个或多个参考电压源以在所述导电传感器中的每一个中输出参考电压；/n对于所述导电传感器中的每一个，当所述相应参考电压源在所述导电传感器中输出所述参考电压并且所述被测导体定位在所述电参数测量设备的所述前端的所述开口中时，获得指示由所述导电传感器测量的参考信号的参考电流信号数据点；并且/n至少部分地基于针对所述多个导电传感器中的每一个获得的所述参考电流信号数据点来确定待应用于所述被测导体的电参数测量结果的校准因子。/n

【技术特征摘要】
20180509 US 15/9749811.一种电参数测量设备，包括：
前端，所述前端包括开口，所述开口的大小和尺寸设定成接纳被测导体；
多个导电传感器，所述多个导电传感器被定位成靠近所述前端；
一个或多个参考电压源，所述一个或多个参考电压源耦接到所述多个导电传感器，所述一个或多个参考电压源操作以在所述导电传感器中的每一个中输出参考电压；
控制电路系统，所述控制电路系统通信地耦接到所述一个或多个参考电压源和所述多个导电传感器，其中所述控制电路系统在操作中：
控制所述一个或多个参考电压源以在所述导电传感器中的每一个中输出参考电压；
对于所述导电传感器中的每一个，当所述相应参考电压源在所述导电传感器中输出所述参考电压并且所述被测导体定位在所述电参数测量设备的所述前端的所述开口中时，获得指示由所述导电传感器测量的参考信号的参考电流信号数据点；并且
至少部分地基于针对所述多个导电传感器中的每一个获得的所述参考电流信号数据点来确定待应用于所述被测导体的电参数测量结果的校准因子。


2.根据权利要求1所述的电参数测量设备，其中所述控制电路系统在操作中将所确定的校准因子应用于所述电参数测量结果，以生成校准的电参数测量结果。


3.根据权利要求1所述的电参数测量设备，其中所述电参数测量结果包括电压、电流或功率中的一者或多者。


4.根据权利要求1所述的电参数测量设备，其中所述多个导电传感器包括两个或三个导电传感器。


5.根据权利要求1所述的电参数测量设备，其中所述电参数测量设备包括非接触式电压测量设备、电流钳或分裂铁芯式变压器。


6.根据权利要求1所述的电参数测量设备，其中所述控制电路系统在操作中使用所述参考电流信号数据点在多个先前确定的校准点之间内插，以确定待应用于所述电参数测量结果的所述校准因子。


7.根据权利要求1所述的电参数测量设备，其中所述控制电路系统在操作中将所述参考电流信号数据点输入到先前确定的校准公式中，以确定待应用于所述电参数测量结果的所述校准因子。


8.根据权利要求1所述的电参数测量设备，其中所述多个导电传感器被定位成靠近所述电参数测量设备的所述前端，由此使得对于针对所述多个导电传感器获得的每一组参数电流信号数据点，所述控制电路系统确定所述被测导体的单个位置。


9.根据权利要求8所述的电参数测量设备，其中所述控制电路系统至少部分地基于所确定的所述被测导体的所述单个位置来确定所述校准因子。


10.根据权利要求1所述的电参数测量设备，其中所述多个导电传感器中的至少两个彼此共面。


11.根据权利要求1所述的电参数测量设备，其中所述多个导电传感器中的每一个具有长度尺寸和宽度尺寸，并且所述长度尺寸大于所述宽度尺寸。


12.根据权利要求1所述的电参数测量设备，其中所述控制电路系统在操作中确定所述参考电流信号数据点中的每一个的校准因子。


13.根据权利要求12所述的电参数测量设备，其中所述控制电路系统在操作中确定所述参考电流信号数据点中的每一个的所述校准因子的加权组合以用作所述校准因子。


14.根据权利要求13所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：CK施米策尔，R施托伊尔，R罗德里格斯，
申请(专利权)人：弗兰克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US