宽频带差值电流比例误差测量装置和方法及自校验方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电磁学计量领域中宽频带交流电流比例关系测量领域，尤其涉及一种 宽频带差值电流比例误差测量装置和方法及自校验方法。
【背景技术】
[0002] 在宽频带交流电流和交流阻抗测量过程中，一般将相互比较的交流阻抗进行串联 连接。对于这种串联连接方式而言，其低端电位处于"浮地"状态，容易引发容性泄漏影响， 从而使流经被比较阻抗的电流不一致，在频率较高的情况下尤其明显。为解决上述问题，可 采用电抗分流器产生两路共地电流输出，将相互比较的交流阻抗进行并联连接，使得被比 较的交流阻抗低端共地，从而消除"浮地"状态下的泄漏影响。对于并联连接方式而言，由 于两路共地电流分别流经被比较的交流阻抗，可以通过高精度交流电压仪表准确测量阻抗 两端的电压，从而利用电流电压法确定被测交流阻抗之间的比例关系。
[0003] 综上所述，为了能够准确测量交流阻抗的比例关系，不仅仅要确定阻抗输出端的 电压，还需要确定两路电流自身的比例误差。如何准确地确定两路电流之间的比例关系则 成为了宽频带交流电流和交流阻抗测量过程中的技术难点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种宽频带差值电流比例误差测量装置和方法及自校验方 法，能够进行宽频带交流电流和交流阻抗的测量与校准，确定两路电流之间的比例关系，具 有测量精度高、使用稳定可靠的优点，同时适用于多路电流比例误差的准确测量。
[0005] 本发明采用下述技术方案：
[0006] 宽频带差值电流比例误差测量装置，包括铁芯磁环，铁芯磁环上从内至外依次设 置有初级绕组、绝缘层和次级绕组，初级绕组采用双绞线绕制，形成由第一导线绕制的第一 子初级绕组和由第二导线绕制的第二子初级绕组，双绞线中第一导线的两端和第二导线的 两端分别连接有初级绕组接线端子；次级绕组采用漆包线绕制，漆包线的两端连接有次级 绕组接线端子；采样电阻和交流电压表组成的并联电路通过次级绕组接线端子与漆包线组 成串联电路。
[0007] 所述的采样电阻采用四端电阻。
[0008] 所述的铁芯磁环及缠绕在铁芯磁环上的初级绕组、绝缘层和次级绕组均设置在壳 体内，初级绕组接线端子和次级绕组接线端子设置在壳体表面。
[0009] 所述的第一子初级绕组、第二子初级绕组和次级绕组的匝数相同。
[0010] 使用权利要求1所述的宽频带差值电流比例误差测量装置的测量方法，包括以下 步骤：
[0011] A :初级绕组为由第一导线绕制的第一子初级绕组和由第二导线绕制的第二子初 级绕组组成，第一子初级绕组的两端分别为第一导线第一端和第一导线第二端，第二子初 级绕组的两端分别为第二导线第一端和第二导线第二端，第一导线第一端和第二导线第一 端位于双绞线的同一端；第一导线第一端连接第一接线端子，第一导线第二端连接第二接 线端子；第二导线第一端连接第三接线端子，第二导线第二端连接第四接线端子；由漆包 线绕制的次级绕组中，漆包线的第一端连接第五接线端子，漆包线的第二端连接第六接线 端子，令第一接线端子、第三接线端子和第五接线端子为同名端；记录第一子初级绕组的匝 数为Ii 1，第二子初级绕组的匝数为n2，次级绕组的匝数为nQ;
[0012] B :将待校验的第一路电流通过第一接线端子注入第一子初级绕组，将第二路电流 通过第三接线端子注入第二子初级绕组，并保证第一路电流和第二路电流产生的磁通方向 相反；
[0013] C :当第一路电流和第二路电流达到平衡稳定后，利用交流电压表通过采样电阻测 量第一路电流和第二路电流的差值电流在次级绕组上生产的交流电压υ Λ;
[0014] D :由安匝平衡定律可以得出，I2Ii2-I1Ii1= I Λ nQ，利用此公式计算得出第一路电流 和第二路电流的差值，其中I1为第一路电流的电流大小，n i为第一子初级绕组的匝数，12为 第二路电流的电流大小，n2为第二子初级绕组的匝数，/Δ = %，ΙΛ为次级绕组上生产的感 A 应电流大小，R为采样电阻的阻值。
[0015] 根据权利要求5所述的使用宽频带差值电流比例误差测量装置的测量方法，还包 括设置于A步骤和步骤B之间的自校验步骤，所述的自校验步骤包括如下步骤：
[0016] a:将两路同向输入电流作为自校验电流，第一路自校验电流通过第一接线端子注 入第一子初级绕组，第二路自校验电流通过第三接线端子注入第二子初级绕组，并保证第 一路自校验电流和第二路自校验电流产生的磁通方向相反；当第一路自校验电流和第二路 自校验电流达到平衡稳定后，利用交流电压表通过采样电阻测量第一路自校验电流和第二 路自校验电流的差值电流在次级绕组上生产的交流电压υ Λ1;
[0017] b:保持测量线路不变，将两路自校验电流切换，使第二路自校验电流通过第一接 线端子注入第一子初级绕组，第一路自校验电流通过第三接线端子注入第二子初级绕组， 并保证第一路自校验电流和第二路自校验电流产生的磁通方向相反；当第一路自校验电流 和第二路自校验电流达到平衡稳定后，利用交流电压表通过采样电阻测量第一路自校验电 流和第二路自校验电流的差值电流在次级绕组上生产的交流电压υ Λ2;
[0018] c:由于初级绕组和次级绕组自身的分布电容，初级绕组和次级绕组之间的分布电 容及绕组自身残余电感和引线电阻将造成比例误差，设宽频带差值电流比例误差测量装置 所引入的泄漏电流为I。，则在步骤a中，U ai= (ΙΛ12+Ι。)!?。，ΙΛ12为步骤a中次级绕组产 生的感应电流的电流值，R。为采样电阻的阻值；在步骤b中，U A2= (I Λ21+Ι。)!?。，即Ua2 = (_ΙΛ12+Ι。)!?。，ΙΛ21为步骤b中次级绕组产生的感应电流的电流值，R。为采样电阻的阻值；
[0019] d:根据公式推导，υΛι-υΛ2 = 21 A12Rc, υΛι+υΛ2 = 21 c Rc，贝丨J
【主权项】
1. 宽频带差值电流比例误差测量装置，其特征在于：包括铁芯磁环，铁芯磁环上从内 至外依次设置有初级绕组、绝缘层和次级绕组，初级绕组采用双绞线绕制，形成由第一导线 绕制的第一子初级绕组和由第二导线绕制的第二子初级绕组，双绞线中第一导线的两端和 第二导线的两端分别连接有初级绕组接线端子；次级绕组采用漆包线绕制，漆包线的两端 连接有次级绕组接线端子；采样电阻和交流电压表组成的并联电路通过次级绕组接线端子 与漆包线组成串联电路。
2. 根据权利要求1所述的宽频带差值电流比例误差测量装置，其特征在于：所述的采 样电阻采用四端电阻。
3. 根据权利要求2所述的宽频带差值电流比例误差测量装置，其特征在于：所述的铁 芯磁环及缠绕在铁芯磁环上的初级绕组、绝缘层和次级绕组均设置在壳体内，初级绕组接 线端子和次级绕组接线端子设置在壳体表面。
4. 根据权利要求3所述的宽频带差值电流比例误差测量装置，其特征在于：所述的第 一子初级绕组、第二子初级绕组和次级绕组的匝数相同。
5. 使用权利要求1所述的宽频带差值电流比例误差测量装置的