的测量。第一电阻器154被以不同方式构造或由串联的几个部件构造，以由此管理其相对于第二电阻器152的电阻值的电阻值。如W0 2014/072733中所述，第一和第二电阻器不需要被选择或构造为提供准确或稳定的电势衰减器；用于电势衰减器的处理链也不需要被准确地描绘。在W0 2014/072733中描述了电势衰减器和信号源的替代形式。
[0079]图5的电气测量设备150还包括电压测量设备164和信号处理电路166。电压测量设备164包括可编程增益放大器和模数转换电路，用于获取在第二电阻器152上形成的电压信号并且产生对应的获取的电压信号。由第一电阻器154和第二电阻器152形成的电势衰减器以及电压测量设备164—起构成测量装置，并且信号处理电路166构成处理设备。信号处理电路166被包括在微处理器装置、数字信号处理器装置等中。虽然在图5中未示出，但电气测量设备150包括在电压测量设备164的输入处的噪声滤波器，以抑制不想要的噪声信号(诸如，脉冲信号)，否则噪声信号可能容易干扰电气测量设备的操作。信号源162被构造为产生偏移电压。通过在不同电压电平之间切换，或者通过在不同电压电平之间调制以产生与电势衰减器串联的参考输入信号的其它方式，信号源162产生偏移电压。在TO2014/072733中描述了适用于图5的电气测量设备的校准的方案。
[0080]现在将考虑信号处理电路166的部件。信号处理电路166包括加窗部件168，加窗部件168用于将窗函数施加于来自电压测量设备164的输出信号。由加窗部件168施加的窗函数是例如汉宁函数、汉明函数、布莱克曼函数、高斯函数和矩形函数中的一个或多个。诸如基于测量装置的预特性描述预先确定窗函数，或者诸如根据对来自电压测量设备164的输出信号的分析持续地确定窗函数。根据来自电压测量设备164的输出信号的振幅改变窗函数。此外，根据线电压信号的基本频率和参考输入信号的循环周期来改变窗的长度。窗函数具有可变长度，使得在需要测量之前在窗函数的上升沿和下降沿之间存在恒定增益的时间段。信号处理电路166还包括加法部件170，如以下进一步所述，加法部件170用于对从加窗部件168接收的输出信号的各部分求和。如以下进一步所述，信号源162、加窗部件168和加法部件170的操作通过由信号处理电路166中所包括的定时部件172产生的定时信号而同步。信号处理电路166还包括:电平确定部件174，从加法部件170接收输出；和传递函数确定部件176，从电平确定部件174接收输出。信号处理电路166还包括控制部件178 (诸如，中央处理单元)，控制部件178用于控制信号处理电路166的各种其它部件，包括定时部件172、电平确定部件174和传递函数确定部件176。控制部件178还根据电气测量设备150的操作通过数据输出179来提供外部数据，这种外部数据包括警告和由另一设备根据其操作的控制数据等。在WO 2014/072733中进一步描述了外部数据的形式和从电气测量设备150传送这种数据的方式。信号处理电路166中所包括的电子存储器180用于存储在由信号处理电路166执行计算期间形成的中间数据、以及不太持久的数据(诸如，由信号处理电路确定的历史性质的传递函数数据)。电子存储器180还用于存储在初始测试确定的数据，诸如存储在一次性可编程形式的存储器中的参考输入信号的值。信号处理电路166还包括:波形重构部件182，从加法部件170接收输出；波形去除部件184，从波形重构部件182和电压测量设备164中的每一个接收输出；和线电压确定部件186，从波形去除部件184接收输出。
[0081]在其它未示出的实施例中，源12是DC源并且负载18从DC源抽取电流。这种实施例被用于各种应用(诸如，调节或监测)，并且被包括在不同设备(诸如，能量产生、传输或分配设备、可再生能量发生器、电推进设备和控制设备)中。在另外的未示出的实施例中，电气测量设备被用于测量多相干线电源装置(诸如，分相电源装置、三相电源装置或甚至具有超过三相的电源装置)中的电压。根据这种另外的实施例，图5中示出的形式的多个电压测量设备被用于测量多相干线电源装置的各个不同导体中的电压。在W0 2014/072733中进一步描述了将电气测量设备应用于DC电压测量和多相干线电源装置。例如，在包括电池的电气设备(诸如，推进设备)中执行DC电压测量。
[0082]图5的电气测量设备150以与图1的电流测量设备类似的方式操作。在图6中示出的流程图200中表示图5的电气测量设备150的操作步骤。现在将描述图5的电气测量设备150的操作。信号源162被构造为在定时部件172的控制下将参考输入信号施加于电势衰减器152、154。参考输入信号具有几赫兹至几十kHz的范围中的重复周期。参考输入信号具有主要在线电压信号的基本频率的谐波之间的频率。替代地，参考输入信号频率被锁定为线电压信号的基本频率的谐波。参考输入信号具有基本上分段恒定的形式(诸如，方波)、具有有着不同占空比的高值和低值的部分的比特流、楼梯波形或阶梯状波形。典型参考输入信号是200mV峰峰值。施加的参考输入信号以及线电压信号由第二电阻器152感测，在本实施例中，线电压信号是50Hz干线电压信号。电压测量设备164用于获取在参考电阻器152上形成的电压信号并且产生获取的电压信号(该电压信号构成输出信号)202。获取的电压信号包括与线电压信号对应的电输出信号和与参考输入信号对应的参考输出信号。获取的电压信号由加窗部件168接收，加窗部件168用于将获取的电压信号乘以窗函数204。窗函数具有与参考输入信号的多个周期(诸如，两百个周期)对应的长度。窗函数用于朝着由窗函数定义的窗的相对端衰减获取的电压信号的一部分的振幅，并且由此在随后的求和操作期间提供参考输出信号的改进的抑制。图3A显示获取的电压信号62的长度、窗函数64和在施加窗函数66之后的获取的电压信号的长度。窗函数的施加容易引起输出信号的功率的损耗。在实施例的某些形式下，通过将窗函数施加于输出信号的交叠部分来解决功率的损耗。这涉及将窗函数施加于获取的电压信号的第一长度并且将窗函数施加于获取的电压信号的第二长度，第一和第二长度在足以使功率损耗最小化的程度上彼此交叠。在本发明的某些形式下，获取的电压信号数据的这种交叠的流在随后被组合之前被如以上参照一个数据流所述的部分地处理。例如，分别对每个流执行求和操作并且分别确定它们的电平。替代地，通过将流加在一起来一起处理交叠的流。在定时部件172的控制下执行窗函数的施加，以提供将窗函数向获取的电压信号的施加与由信号源162施加的参考输入信号的周期的同步。
[0083]其后，电压信号的窗长度由加法部件170接收，加法部件170用于将电压信号的长度分解为多个部分，每个部分对应于参考输入信号的周期。在例如电压信号具有两百个周期的长度的情况下，电压信号的长度被分解为两百个部分。加法部件170随后用于对这两百个部分中的各部分求和，求和的部分中的每个部分对应于参考输入信号的周期的至少一部分并且是相同部分，206。根据几个不同方案，执行求和操作和随后的电平确定部件174内的电平确定操作。
[0084]根据第一方案，电压信号的全部部分被求和以提供累积表不。由于电输出信号相对于参考输出信号具有不同的周期或相对于参考输出信号具有变化的相位，所以以这种方式对这些部分求和去除了电输出信号。累积表示随后除以求和的部分的数量，以提供与参考输入信号相称的振幅的表示。替代地，在本方案中，在稍后步骤除以求和的部分的数量。典型电压信号包括由跟在分段恒定波形的每次转变之后的缓慢上升或下降构成的各部分，其后也许跟随有瞬时振荡。与参考输入信号的几个周期70对应的长度的示例性电压信号被示出在图3B中。电压信号包括上升部分72、下降部分74、高电平76和低电平78。加法部件170因此用于排除这种上升和下降部分，并且选择该电压信号的通常稳定的部分。在涉及将电压信号的变化率与阈值比较的对电压信号的分析之后，排除上升和下降部分。替代地，基于将上升和下降部分确定为具有跟在参考输入信号中的转变之后的特定长度的测量装置的预特性描述来排除上升和下降部分。累积表示中的对应电平的部分随后被求和。例如，在参考输入信号是方波的情况下，高电平被全部求和并且低电平被全部求和，以分别提供总的高电平和总的低电平。总的高电平和总的低电平随后除以求和的电平的数量以提供平均高电平和平均低电平。替代地，类似于跟在累积表示的形成之后的除法，在本方案中，稍后执行该除法。不管除法是在加法部件中发生还是随后发生，效果是提供平均电平。然后，在电平确定部件174中用总的高值或平均高值减去总的低值或平均低值，以提供参考输出信号振幅，208。
[0085]根据第二方案，加法部件用于对电压信号的各部分中的对应电平的各部分求和以提供两个累积表示。例如，加法部件用于对各部分中的所有高电平求和以提供总的高电平，并且对各部分中的所有低电平求和以提供总的低电平。如以上参照第一方案所述，上升和下降部分被从求和操作排除。总的高电平和总的低电平随后除以求和的电平的数量以提供平均电平。替代地，在下面的减法步骤之后执行该除法。然后，在电平确定部件174中用总的高电平或平均总的低电平减去总的低电平或平均总的低电平以提供参考输出信号振幅，208。
[0086]根据第三方案，加法部件用于通过在接收电压信号时持续地对选择的高电平求和并且减去选择的低电平来提供构成累积表示的参考输出信号振幅，208。加法部件170和电平确定部件174的操作因此被组合。如上所述，参考输出信号除以求和的电平的数量。替代地，在该方案中较早执行该除法，诸如关于每个电平，在对每个电平求和或减去每个电平之前执行该除法。
[0087]参考输出信号振幅由传递函数确定部件176接收，传递函数确定部件176用于通过将参考输出信号振幅除以参考输入信号的振幅来确定关于测量装置的增益的传递函数，212。在某些形式下，传递函数确定部件176还用于通过确定参考输入信号中的边沿和由获取的电压信号代表的参考输出信号中的对应边沿之间的时间延迟来确定测量装置的群延迟，210。在窗函数引起参考输出信号振幅的功率的损耗的情况下，传递函数确定部件176用于补偿这种功率的损耗。
[0088]电气测量设备被操作为使得波形重构部件182从加法部件170接收输入。波形重构部件172用于提供与参考输入信号的完整周期对应的电压信号的长度的累积表示(即，完整累积表示)，214。波形重构部件182的操作取决于加法部件170的操作。在加法部件170根据第一方案操作的情况下，通过对电压信号的全部部分进行求和而形成的累积表示已经是完整的，并且因此被提供给波形重构部件182，并且不需要重构。在加法部件170根据第二或第三方案操作的情况下，波形重构部件182用于根据用于确定参考输出信号振幅的不同电平以及忽略的上升和下降部分来形成完整累积表示。完整累积表示被缩放以补偿在形成完整累积表示之前执行的操作(诸如，求和和加窗操作)，由此完整累积表示对应于获取的电压信号，如下所述在波形去除部件184中用获取的电压信号减去完整累积表示。
[0089]图3C是表示波形去除部件184的操作的图表。波形去除部件184从电压测量设备164接收输入82，并且从波形重构部件182接收完整累积表示84，并且用于用获取的电压信号减去与参考输出信号对应的完整累积表示，以留下获取的电压信号中所包括的电输出信号86，216。线电压确定部件186从波形去除部件184接收输出并且从传递函数确定部件176接收传递函数，并且用于通过将接收的传递函数的逆施加于波形去除部件184的输出来确定线电压218。确定的线电压随后由线电压确定部件186提供以在别处应用，诸如用于确定功耗等，如W0 2014/072733中详细所述。
[0090]